第七章_配合物的结构和表征
一维链状ag(i)席夫碱配合物的合成和结构表征
一维链状ag(i)席夫碱配合物的合成和结构表征一维链状Ag(I)席夫碱配合物的合成和结构表征可以通过以下步骤实现：
1. 合成Ag(I)席夫碱配合物：将AgNO3溶于乙醇中，加入甲基
席夫碱（MSC）并搅拌，过滤去除沉淀，用乙醇洗涤，得到白色固体Ag(MSC)。
2. 构建一维链状结构：将Ag(MSC)与另一种辅助配体如4,4’-
二芳基-2,2’-联吡啶（dpp）在氢氧化钠存在下混合，并加热回流，过滤去除沉淀，用乙醇洗涤，得到白色固体Ag(MSC)(dpp)。
3. 结构表征：使用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱
仪（FTIR）和核磁共振氢谱仪（NMR）等技术对合成产物进行结构表征。
XRD结果显示Ag(MSC)(dpp)为单斜晶系，空间群P21/n，a=15.417 ，b=14.273 ，c=19.214 ，β=91.13°。
FTIR谱图表明有机配体MSC
和dpp均与银离子发生配位作用。
NMR谱图表明MSC和dpp分别以N
原子和C原子与Ag(I)形成化学键。
通过上述步骤，一维链状Ag(I)席夫碱配合物的合成和结构表征得以实现。
配合物制备知识点总结
配合物制备知识点总结一、配合物的概念1.1 配合物的定义配合物是由一个或多个中性或带电配体与一个或多个中性或带电配位基团形成的化合物，其中配体是与中心金属离子配位形成配合物的原子或分子，而配位基团是配合物中与中心金属离子形成配位键的原子或基团。
1.2 配合物的结构配合物通常由中心金属离子和配体组成，中心金属离子通过配体的配位形成配合物的结构。
中心金属离子与配体之间通常通过配位键相互连接，形成稳定的结构。
配位基团通常与中心金属离子形成配位键，配体通过给予电子对或接受电子对与中心金属离子形成配位键。
1.3 配合物的性质配合物具有独特的性质，包括颜色、溶解性、稳定性等。
通过改变配体或中心金属离子的性质，可以调控配合物的性质，从而实现对其应用性能的调控。
二、配合物制备的方法2.1 配合物的合成方法配合物的合成方法包括溶液法、固相法、气相法等。
其中，溶液法是最常用的合成方法，通过在溶液中混合中心金属离子和配体，能够在溶液中形成配合物。
固相法则是通过将中心金属离子和配体放置在固相材料中进行反应合成配合物，而气相法则是在气相条件下进行配合物的合成反应。
2.2 配合物的制备条件配合物的制备需要考虑反应条件，包括温度、压力、溶剂选择等。
通常情况下，一些配合物的合成需要在特定的温度条件下进行反应才能够得到期望的产物，而一些溶解度较低的配合物需要在特定的溶剂中进行合成才能够得到高纯度的产物。
2.3 配合物的结构表征配合物的结构表征通常包括 X 射线衍射、质谱、核磁共振等方法。
通过这些方法可以确定配合物的分子结构、键合类型、配位数量等信息，从而了解其性质和应用潜力。
三、配合物的应用3.1 催化剂配合物配合物在催化剂中具有重要应用，包括对有机合成和工业催化反应具有重要的作用。
配合物催化剂具有高效、选择性好的特点，广泛应用于有机合成、聚合物合成、烃化反应等领域。
3.2 生物医药领域配合物在生物医药领域也具有重要应用，包括用于肿瘤治疗、酶活化、细胞成像等方面。
配位化学智慧树知到答案章节测试2023年
第一章测试1.配合物结构分为内界和外界（） A:错 B:对答案:B2.配位化学发展史上最早见于记录的配合物是（） A:普鲁士蓝KFe[Fe(CN)6]·nH2O B:二茂铁 C:大环配合物 D:蔡氏盐答案:A3.配位化学是无机化学的一个重要分支学科，它研究的对象是配合物。
（）A:错 B:对答案:B4.配位化学发展史上标志着配位化学研究的开始的配合物是（） A:二茂铁B:CoCl3· 6NH3 C:蔡氏盐 D:大环配合物答案:B5.无机物同样存在着几何异构、电离异构和光学异构现象。
（） A:错 B:对答案:B第二章测试1.在[Co(en)(C2O4)2]-中，Co3+的配位数是（）. A:4 B:6 C:2 D:3 答案:B2.下面配合物中，关于中心原子特征描述正确的是（） A:中心原子也可以是电中性的原子甚至阴离子 B:中心原子是指能提供空轨道的带正电阳离子 C:所有选项均正确 D:少数高氧化态的非金属元素也能作中心原子答案:C3.超分子配合物的概念是由下面那个化学家提出的（） A:罗勤慧 B:戴安邦 C:莱恩 D:道尔顿答案:C4.分子中既存在离子键，共价键还存在配位键的有（） A:AlCl3B:[Co(NH3)6]3+Cl3 C:KCN D:Na2SO4 答案:B5.超分子配合物的概念是由道尔顿提出的。
（） A:对 B:错答案:B第三章测试1.价键理论可以解释配合物的（） A:磁性和颜色 B:空间构型和颜色 C:颜色和氧化还原性 D:磁性和空间构型。
答案:D2.配合物的磁矩主要取决于形成体的（） A:成单电子数 B:电荷数 C:原子序数D:成对电子数。
答案:A3.晶体场理论的核心是（） A:M-L键由点电荷之间的作用形成 B:除了静电作用，包括轨道重叠的共价作用 C:配体的电子对转移到金属的杂化原子轨道中 D:Jahn-Teller效应答案:A4.下列配体的配位能力的强弱次序正确的为（） A:X->H2O>CH->NH3>NCS-B:CN->NH3>NCS->H2O>X- C:X->CN->H2O>NH3>NCS- D:CN->NH3>NCS->H2O>X- 答案:B5.IF5所具有的对称元素是（） A:一个对称面，一个对称中心 B:一个三重轴，三个二重轴，四个对称面，一个对称中心 C:一个五重轴，五个二重轴，六个对称面，一个对称中心 D:一个四重轴，四个对称面答案:D第四章测试1.下列离子中反位效应最大的是（） A:Br－ B:F－ C:Cl－ D:I－答案:D2.氧化还原方法合成配合物时，常用的氧化剂有（） A:K2Cr2O4 B:空气 C:过氧化氢 D:PbO2 答案:BCD3.在水热条件下，亚氨基二乙酸作为主配体构筑稀土配合物时易原位生成（）A:甲酸 B:丙酸 C:乙酸 D:草酸答案:D4.唯一能在原子级别上确定配合物结构的分析手段是（） A:红外 B:元素分析C:X射线单晶衍射法 D:质谱答案:C5.下列属于配合物单晶的培养方法是（） A:常规溶液法 B:水热或溶剂热法 C:金属热还原法 D:扩散法答案:ABD第五章测试1.配合物PtCl2(NH3)2为平面四边形，则它可能有的异构现象称为（） A:几何异构 B:旋光异构 C:配位异构 D:离解异构答案:A2.[VO(acac)2]的几何构型是（） A:四面体 B:八面体 C:三角双锥 D:四方锥答案:D3.配位数为6的配合物的空间构型有八面体和三棱柱等两种。
席夫碱、苯乙酸及其铜、锰配合物的合成及结构表征
陕西师范大学硕士学位论文席夫碱、苯乙酸及其铜、锰配合物的合成及结构表征姓名：***申请学位级别：硕士专业：无机化学指导教师：***20070501Ｎ（１）Ｉｓ‘１心５）Ｃｓ（１）－Ｎ（１）－ｓ０）Ｓ（１）－Ｎ（１）－ｃ（８）ｃｒｉ）－ｃ（２）－ｃ（３）ｏｐ）－ｃ（２）－ｃ（Ｄｃ（３）－Ｃ（４）－Ｃ（５）Ｓ（１）－Ｃ（５）－Ｃ（６）Ｃ（５）－Ｃ（６）－Ｃ（７）１０６－５４０２）１３４．４２（１３）１１２．８１（１＆１２０．９（３）１１８．０（３）１１９．邓）１２０．晌１２０．４（３）Ｓ（１）－ｏｏ）－ｃｕ０）Ｃｕ０）－Ｎ０）－Ｃ（８）Ｃｕ（１）－Ｎ（２）－Ｃ（９）ｃ（１）－Ｃ（２）－Ｃ（７）ｑ务ｃ（３＞Ｃ（４）Ｓ（１）－Ｃ（５）－Ｃ（４）ｃ（４）－ｃ（５）－ｃ（６）Ｃ（２）－Ｃ（７）－ｃ４６）１２６．ｓ２０１）１１２．６９（１ｎ１０＆３（２）１２１．ｏ（４）１２１．９（３）１２０．５（２）１１９．５（３）１２０．蚋图２．６．１配合物１的分子结构图图２．６．６配合物３沿ｂ轴的堆积图图２．６．７配合物３的氢键图２．６．３配合物５［Ｃｕ（ＣｎＮｚＩ＇１１‘ｏ）ＣＩ·Ｈ２０】的晶体结构表征Ｃｕ（ＣｎＮ２Ｈ１６０）Ｃ！·Ｈ２０为片状晶体，席夫碱在参与配位的过程中失去一个质予成为负一价，Ｃ１－作为阴离子使分子单元处于中性，该配合物的晶胞结构单元图如所示。
从配合物的分子结构图可以看出，铜与去质子的席夫碱【ｃ１１Ｈ１７Ｎ３０］’和ＨｚＯ发生配位，Ｃｌｌ与Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，０１，０２配位处于一个四方锥形中心。
由晶体堆积图可知，每个配合物晶体结构单元由０．Ｈ…Ｏ，Ｏ－Ｈ…ＣＩ，Ｎ－Ｈ…ａ，Ｏ．Ｈ…Ｎ氢键桥联到一块。
由氢键国可知Ｃｌｌ作为电子受体分别与０２、Ｎ２、Ｎ３形成氢键Ｎ２－Ｈ２Ａ…Ｃ１１、０２一Ｈ２Ｃ…ＣＩＩ、Ｎ３·Ｈ３Ｂ…Ｃ１１，０２作为电子供体，还与０１形成氢键０２．Ｈ２Ｂ…０１，键长都在２．６９９－－３．３６６＾范围内，两个Ｏ．Ｈ…Ｏ键的存在，使得两个分子单元连接铜门/。
铁配合物的制备和表征
X射线单晶衍射：1.配合物晶体数据：2.配合物的部分键长和键角：3.配合物晶体结构：紫外可见分光光度法：图中实线代表配体H2L1的实验数据，虚线代表相应铁配合物的实验数据。
实线在波长为282nm和268 nm处有吸收峰，将其归属为苯环π→π*跃迁。
虚线在波长为495nm，340nm和281nm处有吸收峰，现将其进行归属。
281nm处的吸收峰为苯环π→π*跃迁；340 nm处的吸收峰为电子由苯环上氧原子的最高占据轨道pπ跃迁到Fe(III)半充满轨道dx2−y2/d z2；495 nm处的吸收峰为电子由苯环上氧原子的pπ轨道跃迁到Fe(III)的d*轨道。
XRD：普通PAN纤维的XRD谱线在16.84，21.42,23.74和29.06°处都有特征峰。
而PAN 纳米纤维的XRD谱线与上述谱线较为相近，但是在22~30°范围内的特征峰有所不同。
这说明PAN纳米纤维的结晶特征并未发生显著改变。
经过反应后两种纤维的主要特征峰几乎全部消失。
这说明改性和铁配位反应具有去晶化作用，使纤维表层的结晶度大为降低。
红外：配合物Fe1和Fe2在3247cm-1处有强的吸收峰。
因配合物Fe2和Fe5的结构中含有炔基，谱图中很明显的能够观察到配合物Fe2和Fe5在ν =2120 cm-1处有振动吸收峰，与配体L2 (ν =2100 cm-1)相比峰波向高波数方向移动约20 cm-1。
配合物Fe4的红外谱图中同样能观察到羧酸酯的羰基吸收峰(ν =1731 cm-1)。
常规溶液法：是最常见、最简单的单晶培养方法。
通过将金属盐和配体溶于合适溶剂中，静置，待其自然挥发而形成配合物。
此方法适用于配体溶解性较好而配合物溶解性较差情况，通常在遇到配体溶解性较差的情况时，采用适当加热的方法于以处理。
扩散法：包括气相扩散法和液相扩散法。
气相扩散法：将金属盐和配体溶于适当的溶剂当中，使惰性易挥发溶剂或者碱性物质扩散其中，以减小配合物的溶解度或者加快反应的速度从而使配合物结晶产生。
配合物的实验报告
配合物的实验报告实验报告：配合物的合成与性质研究引言：配合物是由中心金属离子与周围配体通过配位键结合而形成的化合物，其在化学领域具有广泛的应用。
本实验旨在通过合成一种铁配合物，并对其性质进行研究，以深入了解配合物的合成和性质。
实验步骤：1. 合成配合物：首先，我们准备了所需的试剂和药品，包括铁盐和配体。
然后，我们按照一定的摩尔比例将铁盐和配体混合，并在适当的条件下进行反应。
反应结束后，通过过滤和洗涤的步骤得到了目标配合物。
2. 表征配合物：我们使用了多种分析方法对合成得到的配合物进行了表征。
首先，我们进行了元素分析以确定配合物的组成。
然后，通过红外光谱和紫外-可见光谱对配合物的结构进行了分析。
此外，我们还使用了热重分析和X射线衍射等技术来研究配合物的热稳定性和晶体结构。
实验结果：1. 配合物的合成：经过反应和纯化步骤，我们成功地合成了一种铁配合物。
元素分析结果表明，该配合物的组成为FeL2（L代表配体）。
这表明每个中心铁离子与两个配体形成了配位键。
2. 配合物的性质：红外光谱分析结果显示，配合物中的配体与铁离子通过配位键结合。
紫外-可见光谱研究表明，配合物在可见光区域吸收了特定波长的光线，显示出不同于铁离子和配体的吸收峰。
这表明配合物具有特定的吸收性质。
热重分析结果显示，配合物在一定温度范围内具有较好的热稳定性。
随着温度的升高，配合物开始分解，失去部分质量。
X射线衍射结果显示，配合物具有特定的晶体结构，其晶胞参数和晶体结构可以进一步研究和分析。
讨论与结论：通过本实验，我们成功合成了一种铁配合物，并对其进行了性质研究。
实验结果表明，配合物具有特定的组成和结构，其性质与铁离子和配体有所不同。
配合物在可见光区域具有吸收特性，并且在一定温度范围内具有较好的热稳定性。
这些结果为进一步研究和应用配合物提供了基础。
本实验还存在一些潜在的问题和改进空间。
例如，我们可以进一步研究配合物的电化学性质，以及其在催化反应中的应用。
金属配合物的合成与表征
金属配合物的合成与表征金属配合物是由金属离子和一个或多个配合体组成的化合物。
它们可以用于催化、药物、材料、电化学和其他应用领域。
本文将简要介绍金属配合物的合成和表征方法。
1.金属配合物的合成方法。
a.水热法。
水热法是一种常用的金属配合物合成方法。
该方法通过反应预披水化金属离子和有机配体，使它们在高温高压的条件下形成晶体。
这种方法因其简单易用和精确控制反应条件而备受青睐。
b.溶剂热法。
溶剂热法是通过在高温高压的条件下反应金属离子和有机配体来制备金属配合物。
这种方法的优点是可以在很短的时间内制备大量材料。
c.气相合成法。
气相合成法是通过在高温高压气氛下反应金属离子和有机配体来制备金属配合物。
这种方法的优点包括高度纯净、可重复性良好和反应条件易于控制。
2.金属配合物的表征方法。
a.X射线衍射。
X射线衍射是一种常用的结构表征方法。
此方法通过照射样品，然后测量样品衍射的X射线图谱来确定其化学组成和晶体结构。
b.红外和拉曼光谱。
红外和拉曼光谱被广泛应用于金属配合物的表征。
这些光谱可以提供有关分子振动的信息，例如有机配体的骨架振动和金属离子的配位状态。
c.热重分析。
热重分析可用于确定金属配合物的热稳定性。
该方法通过在不同温度下测量样品的重量变化，从而可以确定它们的热分解特性。
总之，合成和表征金属配合物是一个研究复杂分子结构的挑战性任务。
这些方法的适用性取决于目标分子的化学性质和物理性质。
选择合适的方法和技术可以大大提高研究的效率和准确性。
3配合物的表征ppt课件
分子吸收光谱概述
电子能级间跃迁 的同时，总伴随有 振动和转动能级间 的跃迁。即电子光 谱中总包含有振动 能级和转动能级间 跃迁产生的若干谱 线而呈现宽谱带。
5
分子吸收光谱概述
当用频率为 的电磁波照射分子，而该分子的较高能级与较低能 级之差△E 恰好等于该电磁波的能量 h 时，即有：
△ E = h （ h为普朗克常数）
2
常见主要表征手段
紫外-可见吸收光谱
振动光谱
核磁共振 电子顺磁共振
电喷雾质谱 圆二色光谱
X-ray晶体衍射
差热-热重分析
其他……
3
分子吸收光谱概述
分子吸收光谱的产生： 在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有原子
间相对位移引起的振动和转动。 这三种运动能量都是量子化的，并对应有一定能级：电
子能级、振动能级和转动能级。对应的能量为： 电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er ΔΕe >ΔΕv >ΔΕr
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分子吸收光谱概述
吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量 差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的 依据； 吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定量 分析的依据; 吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也 提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩 尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可 能相同，但εmax不一定相同。
Electric transfer absorption bond
π-π*，n-π*跃迁等，研究配体间的 作用方式和关系。波长范围大多在近紫外、 可见光区；
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紫外-可见吸收光谱
1、配体场吸收带（d-d 跃迁）：
配合物Ni(Pybox)(SCN)2(CH3OH)的合成、表征与晶体结构
（ Ｃ ２ Ｃ ３ Ｈ） ａ ｐｅａｅ ｙｔ ａｔ ｎｏ ｅ ｂｘｗｔ Ｃ Ｃ２・ Ｈ ０ ａｄＫ Ｃ ｅ ａｏ， ｄｔｅｃｍ ｌ ａ ｈｒｃ Ｓ Ｎ）（ Ｈ Ｏ ｗ ｓ ｒｐｒｄｂ ｅｒ ｃｉ ｆ ｙ ｉ ｏ Ｉ ６ ２ ｎ Ｓ Ｎ ｉ ｍ ｔ ｎｌａ ｏ ｐｅ Ｗ ｃ ａ ・ ｈ ｅ ｏ ｅ ｈ ｎ ｈ ｎ ｈ ｘ ｓ ａ
中圈分类号 ： ６６ ２ ０ ２ ．４ 文献标识码 ： Ａ
Ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｃ ａ ａ ｔ ｒｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｃ ｙ ｔ ｌ ｔｕ ｔ ｒ ｆ ｙ ｔ ｅ ｉ ， ｈ ｒ ｃ ｅ ｉａ ｉ ｎ ｒ ｓａ ｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｏ ｓ
Ｎ （ ｙ ｏ ） Ｓ Ｎ）（ Ｈ３ ｉＰ ｂ ｘ （ Ｃ ２Ｃ ＯＨ）
ｃ ａ ａｅ ａ ｉ ｎ ｎ ｎ ｔ ｍ ｆｍｅ ａ ｏ ｌ ｃ ｌ ． ｙ ｎ ｔ ｎ ｏ ｓ ａ ｄ ｏ ｅ ０ ａｏ ｏ ｔ ｎ ｌｍｏ ｅ ｕｅ ｈ
Ｋｅ ｒ ｓ ｎｃ ｅ ； ｏ ｌｘ；ｘ ｚ ｌ ｅ； ｒ ｓ ｌｓｒ ｃ ｕｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉｋ ｌ ｃ ｍｐ ｅ ｏ ａ ｏｉ ｃｙ ｔ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ａ
Ｚ Ａ ＧＹ － ａ ，Ａ Ｎ ｕｎＹ ＥＱａｇＧ Ｎ Ｃ ｅｇ ｕ Ｈ Ｎ ｕｈ ‘Ｚ Ｈ ＧＹ ａ ，Ｕ ｉ ， Ａ ｈｎ－ ｏ ｕ ｎ ｇ
某配合物的化学式为cocl3 4nh3
【概述】某配合物的化学式为CoCl3·4NH3，是指含有钴离子和氯化物阴离子以及氨分子的一种化合物。
本文将通过分析该化学配合物的结构、性质和应用领域来探讨其在化学领域中的重要性。
【结构分析】1. 配合物的组成- CoCl3部分是指配合物中存在的三个氯离子，这些氯离子与中心的钴离子形成了一种稳定的结构。
- 4NH3部分表示配合物中有四个氨分子。
这些氨分子与钴离子结合，在配合物中发挥着重要的作用。
2. 配合物的结构- 在Cocl3·4NH3中，氨分子通过配位共价键与钴离子形成了四个化学键，并且构成了一个立方体的空间结构。
- 配位的方式使得配合物具有一定的对称性，同时也赋予了配合物特定的性质和反应活性。
【性质分析】1. 化学性质- CoCl3·4NH3是一种稳定的化合物，在常温常压下呈现为粉状固体。
- 当受热或受到特定条件刺激时，配合物会发生不同程度的分解或反应。
- 配合物对水、酸、碱等物质具有一定的反应性，可发生置换反应、分解反应等。
2. 物理性质- CoCl3·4NH3的物理性质包括颜色、形状、熔点、沸点等方面。
- 由于其特殊的结构，配合物具有一定的磁性和电性能。
【应用领域】1. 工业应用- CoCl3·4NH3可作为催化剂在有机合成、氧化反应等工业过程中发挥重要作用。
- 在化工生产中，该配合物也作为重要的中间体物质被广泛使用。
2. 医药领域- 配合物在医药研究和生产中具有一定的应用潜力，可作为生物标记物、药物载体等。
3. 学术研究- 由于其独特的结构和性质，CoCl3·4NH3在化学研究中被广泛运用，为学术研究提供了重要的实验材料。
【结语】基于以上对CoCl3·4NH3的结构、性质和应用的分析，我们可以看到这种化学配合物在化工、医药、学术等多个领域中具有重要的意义。
深入研究和应用该配合物，有助于推动化学领域的发展和创新，为社会进步和人类福祉作出贡献。
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CH3CH2CH2NO2的NMR谱。
芳香酮C8H7ClO的NMR谱。
(连在羰基上)
O C CH3
Cl
光谱技术
• IR技术 • 分子筛骨架振动表征 • 吸附分子的红外谱峰表征 • Raman技术 • Visible Raman 技术 • UV-Raman 技术 • 紫外可见光谱(UV-Visible) －电子光谱
显微技术
优 点：简单，直观
光学显微镜
只能观察表面形态，不能给出所含元素的 局限性： 分布，不能观察像 优 点：精度高，分析样品的最小区域mm量级 局限性： 无法把形貌观察与晶体结构分析显微观察结合起来 分辨率高。可把形貌观察（TEM，SEM)，结构分 析（电子衍射)与成分分析(X光能谱，X光波谱，电 优 点： 子能量损失谱）结合起来，可观察材料的表面与内 部结构 局限性： 价格昂贵；不观，分析困难；操作复杂；样品 制备复杂
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Thickness - Harkins & Jura/A
--- 没有微孔
吸附分析的应用
• 表面积 BET、LANGMUIR等 • 孔径分布 – 微孔：BJH方法 – 介孔：HK方法 – 大孔：汞吸附法 • 孔容 • 结晶度
全自动快速比表面积及空隙度分析仪
电子衍射
• 电子束的波长短；电子带电荷；电子与原子的
相互作用比X射线同原子的相互作用强约1000
~10000倍(或更高)，这使得电子衍射特别适用
于微晶、表面和薄膜晶体的研究。
中子衍射
• 中子衍射是使用热中子(速度约为4000m/s，波 长约1.0Å)。 • 中子主要是被原子核所散射，所以中子衍射对 测定中轻原子(包括氢原子)的位置特别有用。 • 由于中子束在强度上比X射线弱得多，所以中 子衍射需要特大单晶。 • 应用得当，可以得到与单晶X射线衍射法同样 准确度的精确结构数据。
图3－14: 介孔材料SBA-6的[100]面TEM成像与电子衍射[]
第七章 配合物的结构和表征
材料：你们最关心的是什么？ 性能：你认为与哪些因素有关？ 结构：有哪些检测分析技术？
结构表征方法
• • • • • • 衍射 光谱(IR, Raman…) 波谱(ESR, NMR…) 显微技术(TEM, SEM, AFM, STM…) 吸附与脱附等技术(Isotherms) 催化反应探针分子等
红外光谱 Infrared Spectroscopy
• 识别结构中的官能团 • 样品用量少、样品处理简单、测量手段 快、操作方便等 • 骨架构型的判别、表面结构等方面的研 究。
样品的制备
• KBr法 • 1/100-150
• 纯样品法 • 聚乙烯法
图谱解析程序
• • • • • 各种振动形式的频率分布 基团频率与指纹区：4000~1333;1333-650 cm-1 初步分析 相互验证 探讨细则
物理吸附 吸附力 吸附热 选择性 范德华力 较小，近于液化热， 一般在几百到几千焦耳每摩 尔 无选择性 化学吸附 化学键力 较大，近于化学反应 热， 一般大于几万焦耳每 摩尔 有选择性
吸附稳定 性 分子层
吸附速率
不稳定，易解吸 单分子层或多分子层
较快，不受温度影响， 故一般不需要活化能
比较稳定，不易解吸 单分子层
XRD粉末技术
• 纯度分析 • 结晶度？是否有杂相？是否发现未知相？ • 测定骨架杂原子 • 因为骨架杂原子的加入可以改变晶胞参数 • 晶体粒度 根据Scherrer公式计算平均粒径 B(2θ)=0.94λ/(Lcosθ) 由于只有晶体大到一定尺寸(至少需要6~8个晶胞)才能观测到 衍射峰，因此，衍射方法测量晶粒尺寸有一定的限制，例如， 对于八面沸石，其晶胞约为2.45nm，测量的极限尺寸为15~20 nm。
样品导电特点
• 一般样品导电性能差。用扫描电镜观察时， 当入射电子束打到样品上，会在样品表面产 生电荷的积累，形成充电和放电效应，影响 对图象的观察和拍照记录。常用的导电方法 有金属镀膜。
• 真空镀膜法
• 离子溅射镀膜法
扫描电镜用途
• 结晶形貌 • 外表面 • 相的纯度
Single Crystals of Microporous Zeolites
吸附研究
• 一些有用的定义
吸附（adsorption)：一个或多个组分在界面上的 富集或损耗。 吸附质（adsorbate):被固体(吸附剂adsorbent)吸附 的物质。
• 吸附量与吸附相对压力变化的关系 • 研究方法 • 重量法 • 量压法
• 常用的吸附介质 • 氮气、氩气、水、有机物等
吸附的作用力
X-射线粉末衍射技术
• Bragg方程
2dh*k *l * sin hkl n
图3-1 平面点阵的衍射方向
XRD技术（X-ray Diffraction)
• 每一种物相都有特征的XRD谱峰！ • XRD谱峰库(卡片)
• 物质的性质、材料的性能决定于它们的组成和微 观结构。 • 如果你有一双X射线的眼睛，就能把物质的微观结 构看个清清楚楚明明白白！ • X射线衍射将会有助于你探究为何成份相同的材料， 其性能有时会差异极大. • X射线衍射将会有助于你找到获得预想性能的途径。
A X
MOR
MOR
透射电镜
• 样品很薄：< 200 nm • 制备样品需要特殊设备：金刚石刀切片 • 分辨率很高 • 用途 • 观测结构 • 解析结构
HRTEM of JLU-20
---Hexagonal Mesopores (100)
TEM
(110)
--- High Purity
图3－13 微孔材料ETS－10的TEM成像与电子衍射[]
较慢，温度升高则速 度加快，故需要活化 能
常见的五种等温线
迟滞现象(Hysteresis)
图 3－9 迟滞环分类
H1: 均匀大小且现状规则的孔；H2：瓶状孔
H3: 狭缝状孔道，非均孔；
H4: 狭缝状孔道，均匀孔
300
250
adsorbed volume (cm /g)
3
200
150
100
50
单晶XRD技术
• 单晶衍射法的优势在于它是得到一个三维的谱图没 有不同衍射峰之间的重叠。 • 多晶衍射法是将三维的谱图压缩成一维谱图，造成
了许多衍射峰的重叠。
• 原则上，从单晶衍射法分析可以得到所有结构信息，
此法是最准确最可靠的测量晶体结构的方法。
• 电荷耦合探测器(CCD), 晶体可到10微米左右； 收集数据的时间仅为6-8小时；偏离因子一般可 达到0.05以下。 • 传统的X射线单晶样品体积至少在100微米；时 间大约是3-4天。
波数（cm-1) 700～1500 1600～1800 2000～2260 键的类型 (C-N) (C=N) (CN) 波数（cm-1) 1050 1650 2250
键的类型 (C-C) (C=C) (CC)
Pyridine 吸附的红外光谱
阳离子振动
• 阳离子振动出现远红外区(50－200 cm-1)
从Ｘ射线粉末衍射谱图能得到的材料的特征
测量
峰位置(2θ角度值) 多于的峰 系统消光 背底 峰宽 峰强度
材料的性质和信息
晶胞尺寸 杂质(或指标化错误) 对称性 是否有无定形存在 晶体(域) 尺寸、应力/ 张力、堆垛层 错 晶体结构
• 与X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单
年 份 学 科 1901 物理 1914 物理 1915 1917 1924 1937 1954 1962 1962 1964 1985 1986 1994 得奖者 伦琴Wilhelm Conral Rontgen 劳埃Max von Laue 亨利.布拉格Henry Bragg 物理 劳伦斯.布拉格Lawrence Bragg. 物理 巴克拉Charles Glover Barkla 物理 卡尔.西格班Karl Manne Georg Siegbahn 戴维森Clinton Joseph Davisson 物理 汤姆孙George Paget Thomson 化学 鲍林Linus Carl Panling 肯德鲁John Charles Kendrew 化学 帕鲁兹Max Ferdinand Perutz Francis H.C.Crick、JAMES d.Watson、 生理医学 Maurice h.f.Wilkins 化学 Dorothy Crowfoot Hodgkin 霍普特曼Herbert Hauptman 化学 卡尔Jerome Karle 鲁斯卡E.Ruska 物理 宾尼希G.Binnig 罗雷尔H.Rohrer 布罗克豪斯 B.N.Brockhouse 物理 沙尔 C.G.Shull 内 容 X射线的发现 晶体的X射线衍射 晶体结构的X射线分析 元素的特征X射线 X射线光谱学 电子衍射 化学键的本质 蛋白质的结构测定 脱氧核糖核酸DNA测定 青霉素、B12生物晶体测定 直接法解析结构 电子显微镜 扫描隧道显微镜 中子谱学 中子衍射
X射线衍射
电子显微分析
扫描电镜原理
• 与电视机的扫描方式相似。把电子线照射于试
样，利用从块状样品表面收集到的信号电子成
像，相当于一种“反射式”显微镜。
• SEM利用二次电子信号。图像被称为二次电子 图像。准确地反映着试样表面的形态(凹凸)。 图像具有立体感的图像。
扫描电镜特点
• 能够直接观察样品表面的结构，样品的 尺寸可大至120mm×80mm×50mm。 • 样品制备过程简单 • 样品可以在样品室中作三度空间移动 • 图象的放大范围广，分辨率也比较高。 可放大十几倍到几十万倍
ASAP 2020
TriStar 3000
核磁共振技术 (NMR)
• 研究的对象是处于强磁场中的原子核对 射频辐射的吸收。