无机合成化学.doc

第一章 无机合成定义：研究无机物及其不同物态的合成原理，合成技术，合成方法及对合成产物进行分离、提纯、鉴定、表征的一门学科。 合成方法：包括常规的经典合成方法、极端条件下（超高温、超高压、等离子体、溅射、激光等）的合成方法和特殊合成方法（含电化学合成、光化学合成、微波合成、生物合成等）以及软化学和绿色合成方法。 无机合成VS有机合成方法技术——不同点：（1）无机合成经常采用独特的方法和技术，（2）有机合成主要是分子层次上反应和加工；无机合成主要注重晶体或其他凝聚态结构上的精雕细琢。相同点：方法和技术。 合成对象：典型无机化合物的合成，典型材料的合成，晶体生长等。 第二章 气体和溶剂 溶剂效应是指因溶剂而使化学反应速度和化学平衡发生改变的效应 气体除杂净化的方法 1化学除杂—设计原则要求特效型、灵敏性和高的选择性。2气体的分级分离净化—原则是基于气体的沸点、蒸气压等性能的不同。3吸附分离和净化—基于吸附剂对气体混合物中各组分的吸附能力的差异，甚至只有微小的差别，在恒温或恒压条件下，进行快速的吸附-脱附循环，达到分离提纯气体的目的 气体干燥剂分两类：一类是同气体中的水分发生化学反应的干燥剂（P2O5）， 另一类是可吸附气体中的水分的干燥剂（硅胶、分子筛） 选吸附剂作干燥剂时应考虑的因素 1干燥剂的吸附容量，越大越好；2吸附效率，越快越好；3残留水的蒸汽压，吸附平衡后残留水的蒸汽压越小越好；4干燥剂的再生，越易再生成本越低越好 使用气体要注意安全，即要防毒、防火、防爆 一般说来溶剂分为质子溶剂、质子惰性溶剂、固态高温溶剂。 质子溶剂是能接受或提供质子的溶剂。显著特点是都能自电离，这种自电离是溶剂分子之间的质子传递，也称自递 水是使用最为广泛和廉价的一种质子溶剂。高的介电常数使它成为离子化合物和极性化合物的一种良好溶剂。 质子溶剂的种类：A 液氨B液体氟化C 硫酸D “超酸”溶剂 质子惰性溶剂可简单的分为四类 第一类称惰性溶剂，其基本上不溶剂化不自电离。如Ccl4。第二类称偶极质子惰性溶剂（配位溶剂），即极性高但自电离程度不大的溶剂。如乙腈，二甲基亚砜等。第三类称为两性溶剂。包括那些极性强和能自电离的溶剂。如Brcl3。第四类称无机分子溶剂，不含氢，也不接受质子，几乎不自电离。如SO2,N2O4 固态高温溶剂 a.熔盐 第一类为以离子间力成键的化合物，包括像碱金属卤化物这类化合物。第二类包括以共价键为主的化合物 b.金属 选择溶剂的根据 反应物的性质；生成物的性质和溶剂的性质。 选择溶剂的原则：a. 反应物充分溶解（1）“相似相容”原理（2）规则溶液理论：一种偏离理想溶液的溶液。b. 反应产物不与溶剂作用c. 使副反应最少 d. 易使产物分离 这种将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子（这里是水化质子H3O+ ）水平的效应称为拉平效应。具有拉平效应的溶剂称为拉平性溶剂。 A由于拉平效应，有些在水中表现为弱酸的酸(直到pKa为12)，而在氨中由于同氨完全作用，而变成强酸，如醋酸：CH3COOH + NH3 = NH4+ + CH3COO- (2.41) B也由于拉平效应，有些在水中完全不表现为酸性的分子，在氨中有弱酸的表现，如尿素：NH2CONH2 + NH3 = NH4+ + NH2CONH- (2.42) C在冰醋酸中，由于H2Ac+的酸性较H3O+强，因而HAc的碱性较水弱。 D在这种情况下， HClO4,H2SO4,HCl和HNO3这四种酸就不能全部将其质子转移给HAc，并且在程度上依次减弱 这种能区分酸（或碱）的强弱的作用称为区分效应。具有区分效应的溶剂称为区分性溶剂 例 HClO4 + HAc ? H2Ac+ + ClO4- (2.43)H2SO4 + HAc ? H2Ac+ + HSO4- (2.44)HCl + HAc ? H2Ac+ + Cl- (2.45) NHO3 + HAc ? H2Ac+ + NO3- (2.46)可见，在冰醋酸介质中，这四种酸的强度显示出差别来。 第三章 经典合成法 化学气相沉积是利用气态或蒸气态的物质在气相或气固界面上反应，生成固态沉积物的技术。 化学气相沉积法对所用原料以及产物和反应类型的要求 1反应物在室温下最好是气态，或在不太高温度就有相当的蒸汽压，且容易获得高纯品；2能够形成所需要的材料沉积层，反应副产物均易挥发；3沉积装置简单，操作方便。工艺上具有重现性，适于批量生产，成本低廉。 热分解应:这类反应体系的主要问题是反应源物质和热解温度的选择 石英光纤的制法分两步首先制成石英玻璃预制棒然后将预制棒拉制成纤维 石英光纤预制棒的制法，目前有代表性的四种：管内沉积发法 管外沉积法 轴向沉积法 等离子体激活化学气相沉积法 把所需