精品课程建设经验介绍 ——以国家级精品课程无机化学与化学分析的创建和成效为例

提出要把教学研究当作科学研究去搞的理念,以创建新的课程内容体系、致力于有特色的立体化教材体系建设、努力改革教学方法、开辟第二课堂和努力建设示范课程并切实发挥辐射带动作用为内容,讲述了国家级精品课程无机化学与化学分析的创建和成效,阐述了国家级精品课程建设工程是教学质量提高的基石的观点。     

均苯四酸辅助的异构化二吡啶基三唑钴配合物的合成、表征及其对高氯酸铵的催化分解

在水热条件下,以辅助配体均苯四酸,合成了3个二吡啶基三唑钴（Ⅱ）配位化合物,[Co（3,3′-Hbpt）2（H2pm）（H20）2]·2H20（1）,[Co（4,4′Hbpt）（pm）o．5（H20）]。3H20（2）和[Co（3,4′Hbpt）（pm）05（H20）3]′2H20（3）（其中3,3′-Hbpt为3,5-二（3．吡啶）-1氢-1,2,4-三唑,4,4′-bpt为3,5-二（4-吡啶）-1氢-1,2,4-三唑,3,4′-Hbpt为3-（3-吡啶）-5-（4′-吡啶）-1氢-1,2,4-三唑,H4pm为均苯四酸）．通过元素分析、红外、热重以及单晶X射线衍射等技术手段对化合物进行了表征．结构分析表明,在化合物1中,H2pm^2-以双单齿模式桥连相邻的金属离子形成一维的链,链与链之间进而通过3,3′-Hbpt与羧酸基团构成的O-H…N氢键作用形成了一个二维层状结构;化合物2呈现出具一维通道的三维结构,其中,pm^4-以单齿和双单齿配位模式与钴离子配位形成二维网格结构,相邻的层之间再通过Hbpt连接形成三维的开放式结构;在化合物3中,钴离子与3,4′-Hbpt中的吡啶氮原子形成螺旋链,pm^4-则进一步以双单齿桥连模式将相邻的螺旋链连接成一个二维结构．借助DSC技术探究了化合物1-3对高氯酸铵的热分解效应,结果发现,添加化合物1和2之后高氯酸铵热分解速率明显加快,放热量大为增加,有望成为新型含能燃烧催化剂．     

氨基酸锌固态配合物的制备和热化学性质

制备了锌与Lα色氨酸、Lβ亮氨酸、Lα缬氨酸、Lα苏氨酸的6种固态配合物。用转动弹热量计测定了这些配合物在298.15K的恒容燃烧能,并计算了它们的标准燃烧焓和标准生成焓。     

1-甲基-3-乙基咪唑缬氨酸盐离子液体[C2mim][Val]的热化学

用中和法合成了氨基酸离子液体1-甲基-3-乙基咪唑缬氨酸盐([CB_2Bmim][Val]). 在298.15±0.01 K下, 利用恒温溶解反应热量计测定了不同含水量的[CB_2Bmim][Val]溶解成不同质量摩尔浓度溶液的溶解焓, ΔB_solBHB_mB (w), 借助标准加入法(SAM)和Archer方法得到了无水离子液体[CB_2Bmim][Val]的标准摩尔溶解焓, . 利用RB-II型精密转动弹热量计测定了该离子液体的燃烧热, 计算了其标准摩尔燃烧焓 和标准摩尔生成焓 |并结合该离子液体的标准摩尔溶解焓和乙基咪唑阳离子[CB_2Bmim]^＋在水溶液中的标准摩尔生成焓, 计算了[Val]P^－离子在水溶液中的标准摩尔生成焓. 利用RD496-III型热导式微量热量计测定了不同质量摩尔浓度[CB_2Bmim][Val]水溶液的稀释焓, 根据扩展的Debye-Hückel方程计算得到的相对表观摩尔焓P^φPL和根据Pitzer离子相互作用模型的计算值在实验误差范围内很好一致.     

高氮含能配合物M（ATZ）（bpy）m·nH2O液相生成反应的热动力学

合成了6种固态高氮含能配合物M（ATZ）（bpy）m·nH2O（（1）M=Mn,m=2,n=3;（2）M=Co,m=2,n=7;（3）M=Ni,m=2,n=0;（4）M=Cu,m=1,n=0;（5）M=Pb,m=1,n=3;（6）M=Zn,m=1,n=1;ATZ=5,5′-偶氮四唑,bpy=2,2′-联吡啶）。对它们的结构和性能进行了表征。用RD496-CK2000微热量计测定了298.15 K下各配合物的液相生成反应焓变分别为：ΔrHm^θ（1）=241.245±0.060 kJ/mol,ΔrHm^θ（2）=-256.875±0.050 kJ/mol,ΔrHm^θ（3）=-265.172±0.038 kJ/mol,ΔrHm^θ（4）=-236.538±0.038 kJ/mol,ΔrH^θm（5）=-249.698±0.038 kJ/mol,ΔrHm^θ（6）=-185.072±0.048 kJ/mol。通过试验测定得到的所有液相反应的ΔrHm^θ均为负值,有利于目标物生成;并改变反应温度,研究了它们的液相生成反应的热动力学。改变温度研究了液相生成反应的热动力学,利用反应热化学数据和动力学方程结合热动力学实验数据计算了活化焓（ΔH≠^θ）、活化熵（ΔS≠^θ）、活化自由能（ΔG≠^θ）、表观反应速率常数（k）、表观活化能（E）、指前常数（A）和反应级数（n）。     

前言:化学热力学专刊

<正>化学热力学是物理化学和热力学的一个重要分支学科,其利用热力学原理研究物质体系中的化学现象和规律,根据物质体系的宏观可测性质和热力学函数关系判断体系的稳定性、变化方向和变化的程度.学科交叉发展对化学热力学不断提出新的、更高的要求,化学热力学研究目前已涵盖溶液化学热力学、热化学、相平衡、热分析、统计热力学与分子模拟、生物化学热力学、材料化学热力学、绿色化学热力学、胶体界面化学热力学、能源化学热力学等方向.发展化学热力学理论、方法和手段,解决多年来一直没有解决的重要化学热力学难题,     

Et2 NH2[RE(S2 CNEt2)4]的标准摩尔生成焓

目的合成、表征4种稀土与二乙氨基荒酸二乙铵(D-DDC)配合物并计算其标准摩尔生成焓。方法精密转动弹量热法。结果标题化合物的恒容燃烧热△cU分别为(-19 490．07±8．23),(- 19 391．14±10．72),(-19 208．32±8．99)和(-18 439．79±7．77)kJ／mol;计算了它们的标准摩尔燃烧焓△cHmθ和标准摩尔生成焓△fHmθ,分别为(-19 517．96±8．23),(-19 419．03±10．72),(- 19 236．21±8．99),(-18 467．68±7．77)kJ／mol和(-628．91±8．88),(-742．97±11．71),(- 918．15±9．59),(-1 690．32±8．50)kJ／mol;估算出未研究的同类配合物Et2NH2[Ce(S2CNEt2)4] 和Et2NH2[Pm(S2CNEt2)4]的△cHmθ和△fHmθ分别为-19 495,-18 930 kJ／mol和-673,-1 262 kJ／ mol。结论以配合物的△cHmθ和△fHmθ对轻稀土原子序数作图,得到一条曲线而非单向变化的直线, 说明配合物中RE3 与配体间的化学键有一定程度的共价性。     

再论化学元素周期表的形成和发展

以时间为序,将化学元素周期表的发现和发展分为萌芽、突破、发展和展望四个阶段,引用主要史实文献将其串联起来进行解读,以利于周期表的深入教学,并作为相应科学研究之参考。     

RE(C5H8NS2)3(C12H8N2)(RE=La,Pr,Nd,Sm)的标准摩尔生成焓测定研究

在无水乙醇中,使低水合氯化稀土(RE=La, Pr, Nd, Sm)与吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)和1,10-邻二氮菲(σ-phen·H₂O)反应,制得其三元固态配合物.用化学分析和元素分析确定它们的组成为RE (C₅H₈NS₂)₃(C₁₂H₈N₂) (RE= La, Pr, Nd, Sm).IR光谱说明RE³⁺分别与3个PDC-的6个硫原子双齿配位,同时与σ-phen的2个氮原子双齿配位,配位数为8.用精密转动弹热量计测定了它们的恒容燃烧热Δ_cU,分别为-17776.94±7.72, -17810.41±7.93, -17762.71±7.91和-17482.42±9.35 kJ·mol^-1;并计算了它们的标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓,分别为-17792.43±7.72, -17825.90±7.93, -17778.20±7.91, -17497.91±9.35 kJ*mol^-1和-83.05±8.60, -64.70±9.40, -104.77±8.78, -388.70±10.13 kJ·mol^-1.估算出未研究的同类配合物Ce(C₅H₈NS₂)₃(C₁₂H₈N₂)和Pm(C₅H₈NS₂)₃(C₁₂H₈N₂)的和分别为-17815, -17660 kJ·mol^-1和-60, -217 kJ·mol^-1.     

三元配合物Tm[(C_5H_8NS_2)_3(C_(12)H_8N_2)]的热化学性质研究

在无水乙醇中,用吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDTC)和1,10-邻菲咯啉(o-phen·H2O)与TmCl3·3.65H2O作用,合成了未见文献报道的三元固态配合物,确定它的组成为Tm[(C5H8NS2)3(C12H8N2)]。用RD496-Ⅲ微量热计测定了298.15K下水合氯化铥及两个配体在无水乙醇中的溶解焓,两个配体醇溶液的混合焓及不同温度下标题化合物液相生成反应的焓变。在实验和计算基础上,得到了液相生成反应的热力学参数(活化焓、活化熵和活化自由能),速率常数和动力学参数(表现活化能、频率因子和反应级数)。通过合理的热化学循环,求得了298.15K时标题化合物的固相生成反应焓变;推导了用该热量计测定固态物质比热容的计算式,并测定了题目配合物298.15K的比热容。用RBC-Ⅱ精密转动弹热量计测定了题目配合物的恒容燃烧热,计算了它们的标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓。