《无机合成化学》求取 ⇩

序言1

前言1

第1章 绪论1

第1节 无机合成的几个基本问题1

1.1.1.合成化学与反应规律问题1

1.1.2.合成中的实验技术和方法问题4

1.1.3.无机合成中的分离问题5

1.1.4.无机合成中的结构鉴定和分析问题5

第2节 无机合成有关的专著和文献6

第2章 气体9

第1节 实验室中气体的来源9

2.1.1.钢瓶气体9

2.1.2.制备气体的一般装置10

第2节 气体的净化11

2.2.1.除去液雾和固体颗粒12

2.2.2.干燥12

2.2.3.除氧13

2.2.4.除氮14

2.2.5.气体干燥和净化用的一般装置14

2.2.6.气体除杂净化的一些主要途径14

第3节 一些常见气体以及挥发性化合物的制备和纯化15

2.3.1.氢气15

2.3.2.仲氢17

2.3.3.氧气18

2.3.4.氟19

2.3.5.氟化氢21

2.3.6.氯气22

2.3.7.氯化氢23

2.3.8.溴24

2.3.9.一氧化碳25

2.3.10.二氧化碳26

2.3.11.光气26

2.3.12.二硫化碳27

2.3.13.氮气27

2.3.14.一氧化氨29

2.3.15.二氧化氮29

2.3.16.氨30

2.3.17.硫化氢31

2.3.18.二氧化硫32

2.3.19.三氧化硫32

2.3.20.甲烷32

第4节 无氧无水合成实验操作方法33

2.4.1.试剂的储存和转移33

2.4.2.惰性气体的净化37

2.4.3.反应38

2.4.4.过滤和离心分离39

2.4.5.升华提纯法39

2.4.6.试样的保存39

第5节 鉴定过程的无氧操作40

2.5.1.元素分析40

2.5.2.红外光谱40

2.5.3.核磁共振谱41

2.5.4.紫外－可见光谱42

2.5.5.X光衍射分析和晶体结构的测定42

2.5.6.电子能谱43

主要参考文献44

第3章 溶剂45

第1节 溶剂的主要类型45

3.1.1.质子溶剂45

3.1.2.非质子性溶剂48

3.1.3.熔盐50

第2节 溶剂的选择51

3.2.1.使反应物充分溶解51

3.2.2.反应产物不能同溶剂作用54

3.2.3.使副反应最少54

3.2.4.溶剂使产物易于分离55

第3节 合成反应和溶剂化效应55

3.3.1.溶剂的“拉平效应”和“区分效应”55

3.3.2.溶剂的配位性58

3.3.3.溶剂中的沉淀反应58

3.3.4.溶剂对反应速度的影响58

3.3.5.溶剂与金属的作用59

第4节 有机溶剂的提纯60

3.4.1.几种常用干燥剂的性质和用途60

3.4.2.溶剂的分馏技术62

3.4.3.溶剂除氧的方法66

3.4.4.常用的有机溶剂提纯方法68

第5节 液氨的提纯和应用84

3.5.1.液氨的净化84

3.5.2.钢瓶液氨的使用84

3.5.3.液氨中合成的一般装置85

3.5.4.液氨中的抽提86

主要参考文献86

第4章 高温合成94

第1节 高温的获得和测量94

4.1.1.电阻炉94

4.1.2.感应炉97

4.1.3.电弧炉98

4.1.4.测温仪表的主要类型98

4.1.5.热电偶高温计98

4.1.6.光学高温计100

第2节 高温合成反应的类型102

第3节 高温下的还原反应102

4.3.1.高温还原反应有关化合物的△Gef－T图及其应用102

4.3.2.氢还原法113

4.3.3.金属还原法118

第4节 高温下的固相反应124

4.4.1.固相反应的机制和特点124

4.4.2.固相反应合成中的几个问题125

第5节 溶胶－凝胶合成法128

4.5.1.概论128

4.5.2.溶胶－凝胶合成方法中的主要化学问题128

第6节 低温化学（Cryochemistry）合成中金属蒸气和活态分子的高温制备133

4.6.1.概论133

4.6.2.金属蒸气的获得技术134

4.6.3.高温物种的获得实例136

第7节 化学转移反应139

4.7.1.概述139

4.7.2.化学转移反应的装置140

4.7.3.通过形成中间价态化合物的转移140

4.7.4.利用氯化氢或易挥发性氯化物的金属转移140

4.7.5.利用化学转移反应提纯金属钛141

主要参考文献143

第5章 低温合成和分离145

第1节 低温的获得、测量和控制145

5.1.1.制冷原理145

5.1.2.低温源146

5.1.3.低温的测量和控制150

第2节 低温下气体的分离154

5.2.1.低温下的分级冷凝154

5.2.2.低温下的分级真空蒸发157

5.2.3.低温吸附分离157

5.2.4.低温下的化学分离158

第3节 液氨中合成159

5.3.1.金属同液氨的反应159

5.3.2.化合物在液氨中的反应160

5.3.3.非金属同液氨的反应161

5.3.4.合成实例——NaNH2的制备161

第4节 低温下希有气体化合物的合成162

5.4.1.低温下的放电合成162

5.4.2.低温水解合成163

5.4.3.低温光化学合成164

第5节 低温下挥发性化合物的合成示例165

5.5.1.二氧化三碳的合成165

5.5.2.氯化氰的合成166

5.5.3.磷化氢的合成166

5.5.4.氢氰酸的合成167

5.5.5.双氰的合成168

5.5.6.氰酸的合成169

第6节 低温化学中的低温合成170

5.6.1.合成反应类型170

5.6.2.合成反应的基本装置171

主要参考文献175

第6章真空技术及其在合成中的应用176

第1节 真空的获得176

6.1.1.旋片式机械泵177

6.1.2.油扩散泵178

6.1.3.无油真空泵179

第2节 真空的测量180

6.2.1.麦氏真空规181

6.2.2.热偶真空规182

6.2.3.热阴极电离真空规182

6.2.4.冷阴极磁控规183

第3节 真空系统的计算和设计183

6.3.1.气体在管道内的流动状态183

6.3.2.管道的流导和流阻184

6.3.3.流导的计算185

6.3.4.抽气速率与管道流导的关系187

6.3.5.管道设计和泵的选择157

第4节 实验室常用的真空装置和操作单元189

6.4.1.阀189

6.4.2.阱192

6.4.3.沉淀、纯制和分离不稳定物质的真空装置193

6.4.4.真空系统中反应试剂的引入195

6.4.5.处置对空气和水汽敏感物料的真空管路196

6.4.6.处置挥发性氢化物的真空管路197

第5节 真空下物质的某些性质198

6.5.1.真空下气体分子的平均自由路程198

6.5.2.真空下物质的蒸发和凝结198

6.5.3.真空下气体的扩散199

6.5.4.真空下气体的热传导199

第6节 真空操作在合成中的应用200

6.6.1.真空条件下金属与不饱和烃的反应200

6.6.2.低压化学气相淀积（LPCVD）204

6.6.3.化学转移反应制备无机物大晶体207

6.6.4.中间价态和低价态化合物的合成209

6.6.5.真空冶金214

主要参考文献216

第7章 水热合成217

第1节 概论217

7.1.1.水热合成法发展概况217

7.1.2.作为反应介质的水的有关性质219

7.1.3.水热反应的分类221

第2节 水热合成法的应用221

7.2.1.水热合成法在无机物造孔合成中的应用221

7.2.2.高温水热条件下单晶生长和无机物的合成225

7.2.3.高温水热条件下的人造矿物合成232

第3节 水热合成方法的研究进展234

7.3.1.等温法234

7.3.2.温度梯度法235

7.3.3.降温法236

7.3.4.两个原料组分向籽晶区扩散法236

第4节 水热反应高压实验装置236

7.4.1.高压容器分类237

7.4.2.介绍有关高压容器237

7.4.3.通用高压反应釜实例239

7.4.4.超高压水热反应装置244

7.4.5.列管式连续水热反应装置244

7.4.6.试管型水热反应装置245

7.4.7.水热热压固化反应装置247

主要参考文献248

第8章 高压合成250

第1节 超高压下的无机合成250

8.1.1.伴随相变的合成反应250

8.1.2.非相变型高压合成256

第2节 人造金刚石的高压合成260

8.2.1.人造多晶金刚石的合成263

8.2.2.金刚石的物理性质263

8.2.3.石墨、合金、叶腊石266

8.2.4.高温高压测量269

8.2.5.石墨－金刚石相图270

8.2.6.金刚石生长的热力学处理273

8.2.7.人造金刚石的合成机理274

8.2.8.聚晶的粘结机理278

第3节 高压气体作用下无机化合物的合成279

8.3.1.金属的羰基化反应——金属羰基合物的合成279

8.3.2.高氧压下特种含氧化合物和含氧酸盐的合成280

主要参考文献289

第9章 电解合成290

第1节 水溶液电解290

9.1.1.几个基本概念290

9.1.2.水溶液中金属的电沉积295

9.1.3.电解装置及其材料297

9.1.4.含最高价和特殊高价元素化合物的电氧化合成299

9.1.5.含中间价态和特殊低价元素化合物的电还原合成299

第2节 熔盐电解和熔盐技术简介300

9.2.1.熔盐的性质300

9.2.2.熔盐的电化序302

9.2.3.阳极效应304

9.2.4.熔盐电解实例——希土金属的电解制备305

9.2.5.熔盐电解在合成中的其它应用322

第3节 有机化合物的电解合成324

9.3.1.电解过程的分类324

9.3.2.有机化合物的电解合成325

第4节 非水溶剂中无机化合物的电解合成327

主要参考文献331

第10章 光化学合成332

第1节 基本概念332

10.1.1.电子激发态的光物理过程332

10.1.2.光的吸收333

10.1.3.Stark-Einstein定律334

10.1.4.光化学能量334

第2节 实验方法335

10.2.1.光源335

10.2.2.狭窄波长宽度光的获得335

10.2.3.光化学研究装置337

10.2.4.光量计337

第3节 光化学合成338

10.3.1.光取代反应339

10.3.2.光异构化反应343

10.3.3.光敏金属－金属键的断裂反应344

10.3.4.光致电子转移反应和氧化还原反应346

10.3.5.光敏化反应350

主要参考文献352

第11章 等离子体合成353

第1节 等离子体及其特点353

第2节 获得等离子体的方法和装置356

11.2.1.热等离子体的获得356

11.2.2.冷等离子体的获得357

第3节 等离子体在无机合成化学中的应用358

11.3.1.热等离子体的应用358

11.3.2.冷等离子体的应用362

主要参考文献366

第12章 晶体生长367

第1节 晶体生长过程的分类367

第2节 固－固平衡生长方法368

12.2.1.固－固平衡生长法概述368

12.2.2.固－固平衡生长单晶主要方法369

第3节 液－固平衡生长方法370

12.3.1.液－固平衡生长单晶的驱动力370

12.3.2.从溶液中生长晶体的方法372

12.3.3.从熔体中生长晶体378

第4节 气－固平衡生长方法382

12.4.1.升华－凝结技术382

12.4.2.溅射技术384

12.4.3.借助可逆反应生长385

12.4.4.借助不可逆反应生长386

第5节 工业结晶法386

12.5.1.工业结晶法的基本原理386

12.5.2.工业结晶的方法和设备394

主要参考文献401

第13章 配位化合物的合成化学402

第1节 直接法402

13.1.1.溶液中的直接配位作用402

13.1.2.组分化合法合成新的配合物403

13.1.3.金属蒸气法和基底分离法403

第2节 组分交换法405

13.2.1.金属交换反应405

13.2.2.配体取代405

13.2.3.配体上的反应与新配合物的生成405

第3节 氧化还原反应法406

13.3.1.由金属单质氧化以制备配合物406

13.3.2.由低氧化态金属氧化制备高氧化态金属配合物406

13.3.3.还原高氧化态金属以制备低氧化态金属配合物406

13.3.4.由高氧化态金属氧化低氧化态金属以制备中间氧化态配合物406

13.3.5.电化学法406

13.3.6.高压氧化还原反应制备配合物407

第4节 固相反应法408

13.4.1.配体与金属化合物反应408

13.4.2.由已知配合物制备新的配合物408

第5节 大环配体模板法408

主要参考文献409

第14章 金属簇合物的合成化学411

第1节 引言411

第2节 含羰基配位体簇合物的合成412

14.2.1.配位体取代反应412

14.2.2.加成反应413

14.2.3.缩合反应415

14.2.4.金属交换反应416

14.2.5.桥助反应417

14.2.6.桥助缩合反应419

14.2.7.偶然发现的反应419

14.2.8.二元金属羰基簇合物Mx（CO）y的合成420

第3节 金属原子间具有多重键的簇合物的合成420

14.3.1.含金属间多重键的簇合物中的配位体420

14.3.2.具有金属－金属多重键的簇合物的合成421

第4节 铁硫和钼（钨）铁硫簇合物的合成426

14.4.1.生物体系中铁硫和钼铁硫簇合物的概况426

14.4.2.铁硫簇合物的合成427

14.4.3.钼（钨）铁硫簇合物的合成430

主要参考文献434

第15章 金属有机化合物的合成化学443

第1节 主族金属有机化合物的合成方法444

15.1.1.卤代烃与金属直接反应444

15.1.2.烃类与金属直接反应445

15.1.3.金属卤化物与金属有机试剂反应445

15.1.4.金属－金属交换反应446

15.1.5.金属与金属有机试剂反应446

15.1.6.烃类与金属有机试剂反应446

15.1.7.卤代烃与金属有机试剂反应447

15.1.8.烯烃与金属氢化物反应448

第2节 过渡金属有机化合物的合成方法448

15.2.1.不饱和烃与金属直接反应448

15.2.2.卤代烃与金属直接反应448

15.2.3.金属有机试剂与金属卤化物反应449

15.2.4.不饱和烃与金属卤化物反应449

15.2.5.重氮盐与金属配合物反应450

15.2.6.氧化加成反应450

15.2.7.配位基置换反应450

15.2.8.应用迁移－插入反应451

15.2.9.金属卡宾（Carbene）、卡拜（Carbyne）配合物制备451

第3节 过渡金属羰基化合物的合成452

15.3.1.直接合成法452

15.3.2.还原羰基化反应452

主要参考文献452

第16章 非化学计量比化合物的合成化学457

第1节 概论457

第2节 非化学计量比化合物和点缺陷460

16.2.1.点阵缺陷及其表示符号460

16.2.2.点缺陷与化学整比性462

16.2.3.缺陷缔合和簇结构464

第3节 非化学计量比化合物的合成和测定465

16.3.1.非化学计量比化合物的合成条件465

16.3.2.非化学计量比他合物的合成470

16.3.3.非化学计量比“偏离”的实验测定474

第4节 几种典型的非化学计量比化合物的合成和性质480

16.4.1.高温氧化物超导体480

16.4.2.钛酸钡铁电体482

16.4.3.钛的氧化物体系483

主要参考文献485

第17章 标记化合物的合成化学487

第1节 总论487

17.1.1.合成标记化合物的必要性487

17.1.2.确定合成任务487

17.1.3.标记化合物的制备492

17.1.4.标记化合物的纯化、鉴定和保存492

17.1.5.同位素测量494

第2节 各种合成方法介绍494

17.2.1.化学合成法495

17.2.2.同位素交换法495

17.2.3.生物合成法496

17.2.4.其它合成法497

第3节 典型元素的标记化合物合成499

17.3.1.碳标记化合物499

17.3.2.氢标记化合物505

17.3.3.氧标记化合物509

17.3.4.氮标记化合物510

17.3.5.磷标记化合物515

17.3.6.硫标记化合物517

17.3.7.卤素标记化合物520

主要参考文献521