无机合成化学慕课
陕西科技大学材料学院《无机合成》课件14无机合成软化学
方法：选择一些化合物如硝酸盐、碳酸盐、 草酸盐、氢氧化物、含氰配合物以及有机化合物 如柠檬酸等和所需的金属阳离子制成先驱物，在 这些先驱物中，反应物以所需要的化学计量存在 着，这种方法克服了制陶法中反应物间均匀混合 的问题，达到了原子或分子尺度的混合。 一般制陶法是直接用固体原料在高温下反应， 而先驱物法则是用原料通过化学反应制成先驱物， 然后焙烧即得产物。
过去对新材料的探索常常循着著名材 料学家罗伊(Roy)教授描述的路径进行， 总是材料技术带动材料科学的发展。 首先用某—合成方法(材料技术)，在偶 然情况下制备出具有良好性能的材料； 然后，研究这种材料的结构与性能(材料 科学)。 目前，这种情况正在发生变化。
最典型的例子是半导体超晶格材料。它是首 先从理论上提出，然后用特定的材料技术(分子 束外延、金属有机化合物化学气相沉积等)制备 出来的。 随着材料科学，以及与之相关的固体物理学、 固体化学、计算机技术的发展，已经可以从理 论上预言具有特定结构与功能的材料体系。而 如何去实现的问题，即构造出预言的结构， “剪裁”出希望的性能，将成为今后材料科学 技术发展的制约因素。而软化学则为克服这一 制约因素提供了机会。
高温高压水热合成是一种重要的无机合成和晶体制 备方法。它利用作为反应介质的水在超临界状态的 性质和反应物质在高温高压水热条件下的特殊性质 进行合成反应。 高温高压下水热反应具有3个特征： ①使复杂离子间的反应加速； ②使水解反应加剧； ③使其氧化—还原电势发生明显变化。
水是离子反应的主要介质。 通常化学反应可分为离子反应和自由基反应 两大类。 在常温下即能瞬间完成的无机化合物复分解 反应和有机化合物爆炸反应是这两大类反应的 两个极端。 其他任何反应都可具有其间的某一性质。 在有机反应中，具有极性键的有机化合物， 其反应往往也具有某种程度的离子性。 因此，以水为介质，在密闭加压条件下加热 到沸点以上时，离子反应的速度自然会增大。 因此，在加压高温水热反应条件下，即使是 在常温下不溶于水的矿物或其他有机物的反应， 也能诱发离子反应或促进反应。 水解反应加剧的主要原因是水的电离常数随 水热反应温度的上升而增加。
无机化学 第15章 无机合成(1)
生成的NO2的反应（2）将发生逆转， 即不能一步生成NO2。
实际合成NH3的反应温度通常 >1100K >T* =779.5K 所以，即使在过量氧气作用下仍然不能一步制得NO2。
若要制得NO2，反应必须分两步进行： （1）先在反应温度时，合成NO；
（2）将生成的NO迅速冷却，使温度降到779.5K以下， 再使NO重新与O2化合制得NO2 。
因此上述氢化物很适合用于CVD技术中作为原料气。 如：
CH4
600～1000℃ C + 2H2
SiH4 600～800℃ Si + 2H2
0.95SiH4+0.05GeH4
550～800℃ Ge0.05Si0.195(硅、锗合金) + 2H2
石墨烯的CVD合成
• J. Phys. D Appl. Phys. 43 (2010) 455402 • 这里用的是Co催化剂
制备反应能够进行 制备反应达平衡态 制备反应不能进行
2.示例分析
[例1] 在过量氧气的条件下，若用氨催化氧化法制 硝酸，氨氧化所生成的产物是NO？还是NO2？ 是否可一步制得NO2？
[解] 题设条件的反应方程式为
Pt-Rh 1173 K
4NH3(g) +5O2(g)
4NO(g) +6H2O(g)反应1 ＋
3.耦合反应在合成中的应用
3.1 反应的耦合
△rGm(A)＝△rHm(A)-T△rSm(A) >> 0 ，反应不能进行 △rGm(B)＝△rHm(B)-T△rSm(B) << 0 ， 反应 能进行
如果: |△rGm(A)| < |△rGm(B)| ，则： △rGm(C)＝△rGm(A) + △rGm(B) < 0 ，反应 能进行
《无机合成》教学大纲
《无机合成》教学大纲一、课程基本信息中文名称：无机合成英文名称：Inorganic Synthesis课程编码：0801025B课程类别：专业拓展课总学时：32（其中实验9学时）总学分： 2适用专业：化学先修课程：无机化学、物理化学、高等无机化学开课系部：应用化学系二、课程的性质与任务通过该课程的学习，使学生提高对原子结构、无机化合物性质、热力学基本原理的认识，了解当今世界无机合成领域中一些新材料、新化合物的开发，新方法合成原理、工艺途径及其新分离技术和组装功能材料的发展情况，结合无机合成理论课程内容。
通过合成实验教学使学生巩固和加深基础理论知识。
学习掌握近代无机化学研究的基础和实验技术。
进一步培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，为学生毕业论文和今后的工作打下良好的基础。
二、课程教学基本要求1．使学生在无机化学及后续的分析化学、有机化学、物理化学和结构化学等知识的基础上，进一步学习化学基础理论、基本知识，掌握当今世界无机合成领域中一些新材料、新化合物的开发，新方法合成原理、工艺途径及其新分离技术和组装功能材料的发展情况；2．要注意培养学生分析问题、解决问题的能力，逐渐完成从中学到大学在学习方式上的过渡，使学生在听课、查阅参考书、自学等方面都有一个突跃；3. 从元素周期系为框架，建立和拓展学科的知识体系，着力介绍无机化学的新领域，新知识，新成就，新发展，新物质，新反应及现代化学的多学科多专业相互交叉进的特点建立和培养学生创新精神、创新意识和创新能力。
四、课程教学内容及要求第一章绪论（2学时）【教学目标与要求】了解当今世界无机合成领域中一些新材料、新化合物的开发，新方法合成原理、工艺途径及其新分离技术和组装功能材料的发展情况。
【教学重点与难点】1.无机合成化学在经济建设中的作用2.无机合成化学与高新技术的关系3. 进行无机材料合成的思想方法4. 无机合成化学的热点领域5. 无机合成化学课程的要求【教学内容】第1节无机合成化学的内容第2节无机合成化学在经济建设中的作用第3节无机合成化学与高新技术的关系第4节进行无机材料合成的思想方法第5节无机合成化学的热点领域第6节无机合成化学课程的要求第二章气体和溶剂（2学时）【教学目标与要求】学习气体的制备、净化和使用及溶剂的作用、分类、选择和提纯。
无机合成化学简明教程课程设计 (2)
无机合成化学简明教程课程设计摘要本次课程设计以无机合成化学为主题，旨在让学生们了解无机合成化学基本原理和实验操作技能。
本文从实验设计的角度出发，介绍了一节简明的无机合成化学实验课程。
该课程主要涵盖了化学反应的基本原理、实验装置和操作技能。
通过本文的介绍，学生们能够了解无机化学实验的基本流程，深入掌握无机合成化学实验的基本技术。
一、前言无机合成化学是化学专业中的重要学科。
学习无机合成化学，可以让学生了解金属化合物的结构、化学反应原理、材料制备和性质表征等方面的知识，并能掌握制备无机化合物的基本技术和实验技能。
本次课程设计旨在使学生们更好地了解无机合成化学知识。
二、实验目的本次无机合成化学实验的目的是让学生通过简单的化学反应，制备一种重要的化合物，并通过实验获得该化合物的性质。
三、实验原理本次实验主要介绍以下三个方面的知识：3.1 化学反应原理本次实验中，主要使用了一种化学反应原理。
在该反应中，反应物通过加热反应生成产物。
3.2 实验装置本次实验主要使用了一些基本的实验装置，包括三角瓶、鼓风机、热板和真空泵等。
这些实验装置在合成无机化合物的过程中起着重要作用。
3.3 操作技能操作技能是本次无机合成化学实验的关键。
学生们需要掌握实验装置的使用方法，并根据实验流程，将所需的材料按照正确的比例加入到反应器中。
四、实验流程本次无机合成化学实验的具体流程如下：步骤操作步骤1 将反应器放置于三角瓶中，连接鼓风机。
步骤2 用热板将反应器加热到相应的温度。
步骤3 将所需的材料如硝酸、氯化物等按照正确的比例加入到反应器中。
步骤4 将真空泵连接到三角瓶中，并将反应器中的气体抽出。
步骤5 观察反应器中产生的化学反应，直到反应结束。
步骤6 将所得的产物提取出来并进行性质检测。
五、实验结果与分析经过以上流程，学生们成功地合成了一种重要的无机化合物，并通过实验分析，得出了该化合物的性质。
同时，为了确保实验效果，学生们还进行了实验控制与对照，比较了不同材料比例与处理方式的结果。
无机合成化学慕课
无机合成化学慕课
无机合成化学是一门研究如何使用无机化合物来合成新的分子的学科，这门学科在现代科技中扮演着重要的角色。
随着科技的发展，对新材料的需求也越来越大，因此无机合成化学研究也成为了许多人心中的热门选择。
无机合成化学不仅研究如何合成新材料，还研究了这些新材料的性质和用途。
例如，通过无机合成化学，可以合成出各种具有特定功能和性质的材料，如具有高强度和轻质化的材料、具有高效电传性能的材料等等。
这些新材料的研制对人类的生产和生活都具有很大的影响。
无机合成化学研究的另一个重要方向是绿色化学。
在传统化学中，为了获得更多的新材料，需要使用大量的化学物质，这些化学物质在合成过程中会产生污染。
因此，无机合成化学研究的一个重要目标就是发展更加绿色、环保的合成方法。
这些方法不仅能够满足新材料的需求，还能够保护环境。
无机合成化学在医学领域也具有很大的应用。
例如，通过无机合成化学，可以合成出各种药物中间体，这些中间体可以用于药物的合成。
同时，无机合成化学还可以研究材料的生物相容性，从而使得新材料更加安全地应用于生物体内。
总之，无机合成化学是一门非常有前途的学科。
在研究过程中，无机合成化学研究人员不断探索新的合成方法和新材料，为人类的发展做出了重要的贡献。
随着技术的不断发展，无机合成化学的研究也将会越来越深入，为人类带来更多的收益。
无机合成化学ppt课件
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
4.1.1
概念与实例
⑴ 概念
水热-溶剂热合成是指温度为100～1000 ℃、压力为 1MPa～1GPa 条件下利用水溶液中物质化学反应所进行 的合成。在亚临界和超临界水热-溶剂热条件下,由于反应 处于分子水平,反应性提高,因而水热-溶剂热反应可以说扩 充了高温固相反应。又由于水热-溶剂热反应的均相成核 及非均相成核机理与固相反应的扩散机制不同,因而可以 创造出其他方法无法制备的新化合物和新材料。
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
本章将系统而简洁地介绍水热溶剂热合成、无水无氧合成和电解 合成三种合成方法，以及它们的一 些重要应用。
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采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
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Nd2O3 + H3PO4 → NdP5O14 CaO·nAl2O3 + H3PO4 → Ca(PO4)3OH + AlPO4 La2O3 + Fe2O3 + SrCl2 → (La, Sr)FeO3 FeTiO3 + KOH → K2O·nTiO2 (n = 4, 6)
《无机合成》教学大纲
《无机合成》课程教学大纲课程名称：无机合成课程类别：专业选修课适用专业：化学、材料化学考核方式：考查总学时、学分： 32 学时 2 学分其中实验学时： 0 学时一、课程教学目的通过本课程学习，要求学生掌握无机合成原理、熟悉无机合成的各种主要方法、了解主要的表征手段，具备初步的无机合成设计能力。
二、课程教学要求利用物理化学、结构化学、无机化学只是掌握无机合成的基本方法，初步了解合成方法的设计原理及常用的表征手段。
三、先修课程无机化学、物理化学、结构化学四、课程教学重、难点课程重点：无机合成的范畴及应用；合成过程的热力学基础；各种合成方法的分类及定义；课程难点：真空合成、高压合成、电解合成。
五、课程教学方法与教学手段讲授结合多媒体教学六、课程教学内容第1章绪论（2学时）1．教学内容(1)无机合成的目的(2)无机合成方法的概述(3)本课程的教学安排与学习方法2．重、难点提示(1)无机合成方法第2章合成问题中的热力学应用（4学时）1．教学内容(1)热力学关系(2)热力学数据的应用(3)反应热与晶格能的计算(4)热力学估算在合成中的应用2．重、难点提示(1)热力学数据的应用(2)热力学估算在合成中的应用第3章合成的动力学问题（4学时）1．教学内容(1)速率定律与合成(2)动力学与热力学的关系(3)亲核取代(4)八面体配合物的取代(5)平面正四方形配合物的取代(6)氧化还原反应(7)反应机理2．重、难点提示(1)速率定律与合成(2)亲核取代(3)反应机理第4章高温合成（4学时）1．教学内容(1)温度的测量(2)加热装置(3)容器选择(4)化学输运反应(5)热分析技术(6)高温合成示例2．重、难点提示(1)温度的测量(2)热分析技术第5章真空合成（4学时）1．教学内容(1)schlenk技术(2)操作装置(3)真空技术(4)真空管路技术2．重、难点提示(1)操作装置(2)真空管路技术第6章高压合成（4学时）1．教学内容(1)压力的获得(2)高压装置2．重、难点提示(1)高压装置第7章水热合成（4学时）1．教学内容(1)水热合成的原理(2)水热体系的热力学和动力学(3)水热反应分类(4)水热技术(5)溶剂热合成2．重、难点提示(1)水热合成的原理(2)水热反应分类第8章电解合成（2学时）1．教学内容(1)电解合成的优点与缺点的比较(2)电流效率与能效(3)伏安曲线(4)氢和氧的超电势(5)电极物质、电势和反应物浓度对合成的影响2．重、难点提示(1)伏安曲线(2)氢和氧的超电势第9章光化学合成（2学时）1．教学内容(1)光源(2)量子效率(3)光化学反应装置(4)太阳能的利用2．重、难点提示(1)量子效率(2)光化学反应装置第10章晶体的生长（2学时）1．教学内容(1)晶体的用途(2)晶体生长体系与相应生长方法(3)晶体的测试2．重、难点提示(1)晶体生长体系与相应生长方法八、学时分配九、课程考核方式1.考核方式：考试；闭卷2.成绩构成:（平时成绩 + 考试成绩）十、选用教材和参考书目[1]《现代无机合成与制备化学》(第一版)，吴庆银编，化学工业出版社，2010；[2]《无机材料合成》（第二版），刘海涛等编，化学工业出版社，2011；[3]《无机合成化学》（第一版），张克立等编，武汉大学出版社，2004。
无机合成01-1
第一节 无机合成及其重要作用
特殊 试剂
材料 科学
无机 合成
生命 科学
能源 环境
第 章 绪论
1
一、无机合成及其重要作用 二、无机合成的基本问题 三、无机合成文献 四、无机合成前沿课题
第一节 无机合成及其重要作用
1.1 无机合成定义： 无机合成定义：
无机合成是研究无机物质（包括单质、化合物及复合 物）及其不同物态（如单晶态、多晶态、非晶态、超微粒 子、纤维、薄膜等）的合成原理 合成技术 合成方法 合成原理、合成技术 合成方法及 合成原理 合成技术、合成方法 对合成产物进行分离提纯 鉴定和表征 分离提纯及鉴定和表征 分离提纯 鉴定和表征的一门科学。 无机合成是无机化学的一个重要分支（核心），是无 机化学发展的前沿阵地。
新型无机化合物或无机材料的结构创新、 新型无机化合物或无机材料的结构创新、合成路 线的设计和选择、 线的设计和选择、合成途径和方法的改进是无机合成 研究的主要内容。 研究的主要内容。 化学热力学 化学动力学 结构化 学 常规合成 → 特殊条件下的合成 → 定向设计合成
第二节 无机合成的基本问题
2.2 无机合成中的实验技术和方法问题
高琨简历
1933年出生于上海，1944年随父移居香港，入读圣 年出生于上海， 年随父移居香港， 年出生于上海 年随父移居香港 约瑟书院，之后考入香港大学， 约瑟书院，之后考入香港大学，但由于当时港大还 未有电机工程系，他只好远赴英国伦敦大学进修。 未有电机工程系，他只好远赴英国伦敦大学进修。 大学毕业后，他进入英国国际电话电报公司(ITT)做 大学毕业后，他进入英国国际电话电报公司 做 工程师，后被聘为研究实验室研究员， 工程师，后被聘为研究实验室研究员，同时在英国 伦敦大学攻读博士学位， 年毕业。 伦敦大学攻读博士学位，1965年毕业。从1963年开 年毕业 年开 高锟就著手对玻璃纤维进行理论和实用方面的研究工作， 始，高锟就著手对玻璃纤维进行理论和实用方面的研究工作，并设想利用 一种玻璃纤维传送激光脉冲以代替用金属电缆输出电脉冲的通讯方法。 一种玻璃纤维传送激光脉冲以代替用金属电缆输出电脉冲的通讯方法。 1966年发表了利用极高纯度的玻璃作为媒介，传送光波，作为通讯之用的 年发表了利用极高纯度的玻璃作为媒介，传送光波， 年发表了利用极高纯度的玻璃作为媒介 基础理论。 基础理论。 1996年当选为中国科学院外籍院士，曾任香港中文大学校长，2009年获诺 年当选为中国科学院外籍院士，曾任香港中文大学校长， 年当选为中国科学院外籍院士 年获诺 贝尔物理学奖。 贝尔物理学奖。
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无机合成化学慕课
摘要：
1.无机合成化学的概念与历史
2.无机合成化学的研究领域与应用
3.无机合成化学的发展趋势与前景
正文：
一、无机合成化学的概念与历史
无机合成化学，顾名思义，是指研究和合成无机物质的一门化学分支。
无机合成化学作为现代化学的重要组成部分，其发展历程可追溯到19 世纪末20 世纪初。
当时，科学家们开始关注无机物质的合成方法，并逐步发展出许多现代无机合成化学的基本理论和方法。
二、无机合成化学的研究领域与应用
无机合成化学主要研究无机物质的合成方法、性质及应用。
其研究领域广泛，涉及无机材料、药物、催化剂、功能晶体等多个方面。
1.无机材料：无机合成化学在无机材料领域的应用主要集中在新型无机材料的研究与开发，例如陶瓷、玻璃和晶体等。
这些材料在电子、光电子和能源等领域具有广泛的应用前景。
2.药物：无机合成化学在药物领域的应用包括抗感染药物、抗肿瘤药物和金属有机药物等。
这些药物具有较高的疗效和较低的毒副作用，因此在医学领域具有广泛的应用。
3.催化剂：无机合成化学在催化剂领域的应用主要集中在新型催化剂的开发。
这些催化剂可以提高化学反应的速率和选择性，从而提高生产效率和降低
生产成本。
4.功能晶体：无机合成化学在功能晶体领域的应用主要涉及光学、磁学和电子学等功能晶体的研究与开发。
这些功能晶体在信息技术、能源转换和环境保护等领域具有重要的应用价值。
三、无机合成化学的发展趋势与前景
随着科学技术的进步和社会需求的变化，无机合成化学在不断地发展和完善。
未来的发展趋势主要表现在以下几个方面：
1.绿色化：无机合成化学将更加注重环境友好，发展绿色化学合成方法，减少对环境的污染和资源的消耗。
2.功能化：无机合成化学将更加注重功能材料的研究与开发，为信息技术、能源转换和环境保护等领域提供新材料和新技术。
3.智能化：无机合成化学将结合人工智能、大数据等现代科技手段，实现合成方法的智能化、高效化和精确化。
总之，无机合成化学作为一门重要的化学分支，在科学研究和生产实践中具有广泛的应用价值和发展前景。