“原子结构和性质”的教学关键是要讲清原子结构的构造原理

在高中讲述“原子结构和性质”第一节应包括简述化学中“原子结构”发展的里程碑、原子结构的构造原理和会进行多电子基态原子的电子排布,写出电子组态。关键是要讲清原子结构的构造原理。     

扫描离子电导显微镜的原理及应用

扫描离子电导显微镜(SICM)是一种扫描探针显微技术,通过测定超微玻璃管探针的离子电流,它能够非接触地扫描样品表面,进而研究样品的形貌及性质。SICM具有成像分辨率高、探针易于制备和对被成像物体无损伤等特点,特别适用于研究生理条件下的活体细胞,是一种与扫描电化学显微镜及原子力显微镜互补的扫描探针显微镜技术。SICM能够对软界面及表面,如活细胞表面的显微结构,进行高分辨率成像;并能够与其它技术联用,研究细胞形貌与功能的关系;还能控制沉积特定分子,实现纳米尺度的显微操作与加工。本文对SICM的发展历史、仪器构造、基本原理及应用进行了综述。     

第一原理分子动力学研究类金刚石薄膜的结合强度与摩擦性能

金刚石(110)表面具有不同方向上抛光速率的强烈不对称的特征,用第一性原理全能量平面波赝势方法模拟研究了类金刚石薄膜表面的结合强度与摩擦性能,确定了相互作用模型以及排斥力作用范围,研究了范德华排斥力在摩擦表面上的分布,研究结果表明,摩擦表层感受到的力在〈001〉和〈110〉2个方向上表现明显不同,而且〈110〉方向上摩擦力一直高于〈001〉方向上的摩擦力.     

Sn-Al合金作为锂电池负极材料的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法计算了不同Al含量的固溶体Sn-Al合金的总能量与电子结构,得到Sn0.7Al0.3合金比例最适合用于锂离子电池Sn基合金材料,并对Sn0.7Al0.3合金嵌锂后的各种物理性质和电化学性质进行了理论计算,发现该固溶体合金相具有较稳定的电化学嵌锂电位和良好的充放电循环性能.同时采用磁控溅射制备了该合金薄膜材料,测试结果与理论计算具有较好的一致性.     

α-SrMnO3电子结构的第一性原理研究

采用平面波赝势方法对钙钛矿型锰酸盐氧化合物α-SrMnO3的电子结构进行了第一性原理研究. 六方钙钛矿型结构α-SrMnO3化合物为磁性绝缘体, 磁基态对应于共面八面体及共顶点八面体间的磁性交换作用均为反铁磁性(AFM), 其禁带宽度为1.6 eV; 费米能级附近的Mn3d态与O2p态存在很强的杂化作用, 属于共价绝缘体, 这种强共价性使得Mn4+的自旋磁矩偏离理想值. 采用Noodleman的对称性破缺方法, 根据α-SrMnO3不同磁有序态的总能量拟合出α-SrMnO3中的自旋交换耦合常数. α-SrMnO3的局部微结构(Mn—O—Mn)决定了整个体系的特殊磁性交换作用. 共面及共顶点的八面体间均存在AFM交换作用, 并且共顶点八面体间的AFM作用比较强.     

N/F掺杂和N-F双掺杂锐钛矿相TiO2(101)表面电子结构的第一性原理计算

采用密度泛函理论(DFT)平面波赝势方法计算了N/F掺杂和N-F双掺杂锐钛矿相TiO2(101)表面的电子结构. 由于DFT方法存在对过渡金属氧化物带隙能的计算结果总是与实际值严重偏离的缺陷, 本文也采用DFT+U(Hubbard 系数)方法对模型的电子结构进行了计算. DFT的计算结果表明N掺杂后, N 2p轨道与O 2p和Ti 3d价带轨道的混合会导致TiO2带隙能的降低, 而F掺杂以及氧空位的引入对材料的电子结构没有明显的影响. DFT+U的计算却给出截然不同的结果, N掺杂并没有导致带隙能的降低, 而只是在带隙中引入一个孤立的杂质能级, 反而F掺杂以及氧空位的引入带来明显的带隙能降低. DFT+U的计算结果与一些实验测量结果能够较好地符合.     

大学化学实验电势-pH曲线测定探讨

大学化学实验电势-pH曲线测定中采用的电极反应S 2H 2e-=H2S(g)的电极电势表达式有误,导致所绘制的电势-pH曲线与教科书要求不符;没有给出电极反应FeY- e-= FeY2-的标准电极电势φθ,易使学生误将电极反应Fe3 e-=Fe2 的φθ=0.771V作为电极反应FeY- e-= FeY2-的φθ;仅从两个电极反应电极电势的差值来确定脱硫氧化-还原反应的最佳pH范围不够全面,应结合溶液中络合物的稳定性、液相催化湿法脱硫原理、脱硫溶液pH对H2S吸收反应的影响、对再生反应的影响和脱硫过程的经济性等多方面考虑,使学生有全面综合的认识.     

《室温磷光分析法原理与应用》

室温磷光分析法经过30余年的发展，经历了从固体基质室温磷光体系到各种流体室温磷光体系，从有序介质到无保护的自由溶液室温磷光体系的发展过程。该方法在无机元素分析、有机药物分析、环境污染物分析，以及生物大分子构象变化及其动力学，临床医学等研究领域都得到广泛的应用，成为重要的发光分析方法之一。该书阐述了磷光发射的光物理学基础、磷光测量的仪器装置、室温磷光的分类和室温磷光技术近年来在环境化学、生物化学、医学等领域的应用和研究的新进展。     

单原子粒子体系标准摩尔熵和标准摩尔焓的计算

根据统计热力学原理,对单原子粒子体系(固体化合物中阳离子体系和气态阳离子体系)的标准摩尔熵和标准摩尔焓的计算公式进行理论推导,并根据文献中的实验数据进行计算机拟合,得到定量数学模型。通过模型检验,计算值与实验值非常吻合,说明此模型很好地揭示了影响单原子体系标准摩尔熵和标准摩尔焓的微观本质因素。     

《化学原理》简介

“十五”国家级规划教材《化学原理》(上、下册),历经数年的教学实践和修改,最近由高等教育出版社出版发行。这本教材凝聚着数位作者多年的教学经验和体会,同时根据近些年来基础化学课程体系的改革,在教学内容和教学方法等方面做了较大的调整和创新。几十年来,我国化学基础课(包括实验)体系是“四大化学”,即无机化学、分析化学、有机化学和物理化学。该体系中4门基础课分别依托19世纪末形成的4个二级学科。由于科学的发展和交叉,更由于本科教学思想的改变,该体系有许多可以改进之处。自1996年,南京大学、复旦大学、浙江大学、苏州大学等19…