中级无机化学北大年--引言和基本概念.ppt

Old and New (GMW opinions) Disciplinary science Organic synthesis Covalent bonds Chemical physics Classical organometallic Bio Molecular recognition Non-covalent bonds Materials Functional Electronics Biomaterials Interdisciplinary Origin of life “Systems” Nano Some New Topics in Research Origin of life The brain/cognition Systems Solutions (water) Imaging Water CO2 Environmental/Green Conservation Solar energy Plants and photosynthesis Electrochemistry and energy storage Health-care cost reduction Biotechnology 无机化学 元素与分离化学 无机合成化学 固体无机化学 无机材料化学 配位化学 团簇化学 有机金属化学 生物无机化学 物理与理论无机化学 核化学 二. 本课程的基本情况 三. 无机化学与元素周期表 CCME学生献给北大化学百年的礼物 四. 软硬酸碱原理 1. 元素在周期表中的酸碱性 2. Lewis酸碱 (电子酸碱) 3. 软硬酸碱原理在无机化学中的应用 锝（Tc) Technetium Techneto ~ artificial 人造元素（？） “第一个人造元素” 1914年，当发现元素的X射线光谱与它的原子序数之间的简单关系后，曾有人预言43号“类锰”元素的存在。意大利人佩若尔（C.Perrier）和西格雷（E.G.Segre)1937年在回旋加速器中由氘核轰击Mo原子产生，共22种同位素. 1962年，99 Tc从非洲的沥青铀矿中分离，238U裂变产物 97Tc的T1/2=61day, 98Tc的T1/2=4.2?106year , 99Tc的T1/2=2.1?105year $2000/g (1960年）$60/g (目前市场价） 化学性质：与Re类似 transactinide(锕后元素)的合成 113和115新元素的报道 (2003-2004年) ： 俄国和美国核科学家在回旋加速器中用钙的同位素 4820Ca轰击 24395Am观察到4个115号元素，几十毫秒后放出?粒子，得到113号，113在1秒后再衰变为其他元素 112号的半衰期为20微秒，即0.00002秒 99年劳伦斯实验室关于118元素的报道，实验不能重复，没有被 承认 60年代“稳定岛”的假设? 部分人造元素的半寿期 4.7ms 0.9 s 1.5 s 4.3 s 31 s 3.1m 1.27h 100d 20.5d 350yr 320d 3.4?105 yr 433 yr Half life Uns Unh Ha Rf Lr No Md Fm Es Cf Bk Cm Am 符号 107 106 105 104 103 102 101 100 99 98 97 96 95 序号 元素在周期表中的酸碱性规律 2. Lewis酸碱 3. 软硬酸碱在无机化学中的应用 反应的类型？ Ni + 4CO ?? Ni(CO)4 R3N + BF3 ?? R3NBF3 元素周期表中酸性和碱性元素的分布区域 第一过渡系金属的氧化态和酸性的关系 A + : B ?? A : B 酸 碱 酸碱加合物 BCl3, BF3 PPh3, NH3 , R2O, R2S 酸 缺电子 碱 富电子 Lewis酸碱的分子轨道示意图 AlCl3(Lewis 酸)作为傅-克烷基化反应的催化剂 (Hard and Soft Acids and Bases，HSAB） 用于Lewis 酸碱和 Br?nsted酸碱 对硬酸Al3+的配位能力 F? ? Cl? ? Br? ? I? 对软酸Hg2+的配位能力 F? Cl? ? Br? ? I? 硬，软和交界酸和碱结合的稳定常数 亲石元素：CaCO3, Li2CO3, CaF2, TiO2, ZrO2, 亲硫元素: As2S3 , HgS, Cu2S, Cd, Zn, Co, Fe, Sb, Bi Hard acids prefer to b