中间C上的H空调制热可不可以加氟被两个氟取代
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时间：2018-04-03 22:30
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美国科学家设想“绿化”火星并使其成为第二个地球：火星上造超级温室气体．美国宇航局（NASA）马里诺娃博士找到了一种比二氧化碳有效10 4 倍的“超级温室气体”全氟丙烷（C 3 F 8 ），并提出用其“温室化火星”使其成为第二个地球的计划．有关全氟丙烷的说法正确的是（ ）
A．分子中三个碳原子可能处于同一直线上
B．全氟丙烷的电子式为：
C．相同压强下，沸点：C 3 F 8 ＜C 3 H 8
D．全氟丙烷中及既有极性键又有非极性键
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A、全氟丙烷的结构相当于四氟甲烷中的氟原子被两个三氟甲基取代，四氟甲烷中的所有原子不在同一直线上，所有全氟丙烷中的三个碳原子不可能处于同一直线上，故A错误．B、漏写氟原子周围的孤对电子，故B错误．C、相同压强下，共价化合物中分子量越大，沸点越高，所有沸点：C 3 F 8 ＞C 3 H 8 ，故C错误．D、全氟丙烷中氟原子和碳原子之间存在极性共价键，碳原子和碳原子之间存在非极性共价键，故D正确．故选D．
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1、乙烯能发生取代反应吗,和卤素单质,如果不能,那么四氟乙烯这种东西是怎么来的?2、CH2＝CH—CH2Cl能发生消去反应吗,如果能,反应了,一个C上面连有两个碳碳双键,这种结构存在吗?
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你好!1、烯烃双键C上的H在高温下可以发生取代反应,但在高中阶段认为不发生取代,只发生双键的加成.四氟乙烯的制取方法有两种：（1）氯仿法CHCl3
CF2=CF2（2）ClF2CCF2Cl
【三氟化铝催化】2、可以消去.生成丙二烯.
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1.不可以。乙烯跟单质氟反应剧烈，不能取代，氟甚至能把C-C都弄断，其实也不用这么惊讶，毕竟O2也行- -。不过氯，溴就不太清楚了，只听说过丙烯在500度取代甲基上的氢，直接取代双键上的氢貌似不能。四氟乙烯是CHF2CF2Cl消去制取的，消去HCl，HF很难消去2.可以。生成丙二烯，不过这种分子不稳定，一部分会重排生成丙炔...
1、烯烃在高温条件下是可以发生取代的，低温条件下发生加成，大学里会学到2、一般情况是不能消去的，因为双键的π电子云与cl的电子发生共轭，此结构很稳定。
扫描下载二维码&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-ece2ce2c288d_b.jpg& data-rawwidth=&1440& data-rawheight=&1080& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1440& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-ece2ce2c288d_r.jpg&&&/figure&&p&&b&一、有机金属骨架&/b&&/p&
&p&金属有机骨架（Metal Organic Frameworks, MOFs）是金属离子或金属簇状化合物离子为配位中心，与有机配体自组装形成的一种具有三维网状结构的配位聚合物。它的孔隙率和比表面远远高于沸石和活性炭等传统多孔材料。&/p&
&p&&b&二、催化性MOFs&/b&&b&材料的结构特点&/b&&/p&
&p&&b&1. &/b&&b&高比表面及可调的孔径&/b&&/p&
&p&比表面积的大小和孔隙度是评定多孔材料的催化性能好坏的重要指标，通过改变金属中心和连接臂是改变MOFs 的比表面的主要途径。&/p&
&p&&b&2. &/b&&b&不饱和的金属位点及多样的官能团&/b&&/p&
&p&这是MOFs作为催化剂的关键。由于合成MOFs过程中，可以通过加热或真空处理去除DMF、乙醇及水等溶剂小分子，以生成配位不饱和的金属离子，并作为活性位点催化底物反应。另一方面，特殊官能团的存在也能使MOFs具有催化活性，它可以通过选择本身带有两种官能团的配体引进，也可以通过后合成修饰引进。例如引入羧基或氨基后，MOFs就具有酸或碱催化剂性能。&/p&
&p&&b&三、合成有催化活性MOFs&/b&&b&的方法&/b&&/p&
&p&&b&1. &/b&&b&直接合成法&/b&&/p&
&p&①直接合成具有配位不饱和金属离子作为活性位点的MOFs；&/p&
&p&②在合成过程中直接采用具有活性位点的有机配体；&/p&
&p&③在合成之时引入易去除的不稳定的小分子配体，在催化之前活化阶段就可以除去，产生配位不饱和的金属离子中心。&/p&
&p&&b&2. &/b&&b&后合成修饰法&/b&&/p&
&p&后合成修饰法（PSM）是指在合成MOFs材料之后，在不破坏MOFs原本的结构情况下进行化学改性，引入新官能团或金属离子，创建活性位点从而得到具有催化活性MOFs的方法。后合成修饰法又可分为基于共价作用和配位作用的两类修饰。共价作用的修饰通常与有机配体连接形成共价键引入官能团创立活性位；配位作用的修饰是与金属离子形成配位键从而引入新官能团或者是与有机配体形成配位键引入新的金属离子从而得到活性位点。后合成修饰法使某些官能团受直接合成条件限制无法引入的问题得以解决。&/p&
&p&&b&3. &/b&&b&物理浸渍法&/b&&/p&
&p&物理浸渍法和直接合成法以及后合成修饰法不同，引入活性位不受MOFs结构限制，直接浸渍于可溶并易热解的盐溶液中，再进行干燥和加氢还原等处理，从而制备出有催化功能的MOFs，但是此法得到的MOFs催化活性位点不明确。&/p&
&p&&b&四、MOFs&/b&&b&催化剂的分类&/b&&/p&
&p&&b&1. &/b&&b&以金属组分作为活性位点的MOFs&/b&&b&材料&/b&&/p&
&p&此类MOFs催化剂是以金属节点或离子簇作为活性位，其中可以是骨架中金属离子或离子簇配位不饱和形成活性位，也可以是后合成修饰连接在有机配体上的金属离子，前者既是结构组成又是催化位点，后者只作为活性位点。由于是金属组分催化，这类MOFs可以作为Lewis酸催化剂。&/p&
&p&在金属簇作为活性位点的分类里，MOFs结构中的金属簇可以看作是半导体量子点，其有机配体基于“无线效应”可以在光激发条件下活化这些量子点，从而使得MOFs可应用于光催化反应。&/p&
&p&&b&2. &/b&&b&以有机配体的官能团作为活性中心的MOFs&/b&&b&材料&/b&&/p&
&p&此类MOFs利用其中含有的官能团催化反应。官能团的接入也有直接合成法和后合成修饰法两类，但由于直接合成法中官能团易与金属离子配位亦或合成条件限制，通常采用后合成修饰法。这类MOFs通常含有氨基或氨基化合物有机配体，作碱性中心催化剂使用。&/p&
&p&&b&3. &/b&&b&以金属离子和有机官能团相互作用的活性位点的MOFs&/b&&b&材料&/b&&/p&
&p&&b&4. &/b&&b&以包覆或封装的具有催化活性的粒子作为活性位点的MOFs&/b&&b&材料&/b&&/p&
&p&此类材料MOFs 不作为催化组分，不参与催化反应，只是利用其多孔性作为封装活性粒子的空腔或者是负载活性客体的基体，为反应提供主体空间环境（纳米反应空穴）&/p&&p&&b&个人公众号：烟雨舟横&/b&&/p&&p&aHR0cDovL3dlaXhpbi5xcS5jb20vci95RHNyTS0zRVNxQTFyYmxROTI3YQ== (二维码自动识别)&/p&
一、有机金属骨架
金属有机骨架（Metal Organic Frameworks, MOFs）是金属离子或金属簇状化合物离子为配位中心，与有机配体自组装形成的一种具有三维网状结构的配位聚合物。它的孔隙率和比表面远远高于沸石和活性炭等传统多孔材料。
二、催化性MOFs材料…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-57e7add3dadba2f937a7025feb7dfed6_b.jpg& data-rawwidth=&1440& data-rawheight=&1080& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1440& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-57e7add3dadba2f937a7025feb7dfed6_r.jpg&&&/figure&&p&&strong&催化化学热点领域主要包括：&/strong&&br&&/p&&p&1. 金属催化的碳氢键活化与官能团化（Heck, Negishi, Suzuki等）&/p&&p&2. （过渡金属的）不对称转化（Sharpless等）&/p&&p&3. 系统催化：设计独立而不互相干扰的催化循环，从而完成若干平行连续的反应，例如三元催化体系&/p&&p&4. 协同催化：类似酶催化，即反应中涉及几种催化剂或一种多功能催化剂，且组分间相互作用而形成利于反应进行的复合活性中心的多组分催化&/p&&p&5. 贵金属催化剂用廉价金属取代&/p&&p&6. 催化的原位表征与机理研究：综合运用在线光谱技术（operando spectroscopy，即在反应中实时进行光谱测定）、稳态同位素瞬变动力学分析技术（Steady State Isotopic Transient Kinetic Analysis, SSITKA）、广延X射线吸收精细结构谱（Extended X-Ray Absorption FineStructure, EXAFS）、X射线吸收近边结构谱（X-ray Absorption Near Edge Structure Spectroscopy, XANES）、带压力条件下高分辨电镜等技术。&/p&&p&7. 新催化模式、活化机制的理解、新型高催化效率催化剂的开发&/p&&br&&p&&strong&铜催化的三氟甲基化反应&/strong&&/p&&p&1. 由于F的电负性最大，原子半径小，因此将三氟甲基引入有机物中可使极性、偶极矩、稳定性和亲脂性等性质显著提高。30-40%的农药和20-30%的药物中至少含有一个F原子&/p&&p&2. F原子与H原子大小相近，使得含F药物具有拟态效应：F取代3个H原子后不影响药物进入代谢体系的能力，同时大大增强稳定性与脂溶性，药效好，用量少，副作用小。&/p&&p&3. 染料三氟甲基化后，对光特别稳定，着色性、耐洗性改善，透明性显著提高。&/p&&p&4. 形成亲核试剂的关键是用金属催化形成CF3-（三氟甲基负离子），Cu与Pd的催化效果相当，多用前者做催化剂。此时三氟甲基负离子以CuCF3形式存在。&/p&&p&5. 三氟甲基亲电试剂分为两类：一类是高价I与三氟甲基结合形成的试剂（Togni试剂）；另一类是三氟甲基与O、S、Se形成的鎓盐。&/p&&p&6. CF3I（三氟甲基碘）在光照或加热条件下可解离生成CF3·（三氟甲基自由基），它可以与苯等芳环发生反应。Hg可以有效去除I·（碘自由基），因此向反应体系内加入Hg有利于CF3·生成并与底物充分反应，提高产率。&/p&&p&7. 进一步研究方向：大量生物活性物质仅含少氟基团（-CH2F、-CHF2、-CF2-、-SF5等），迫切需要制备新型氟化试剂以获得含有少氟基团的合成子；发展不对称形成C-F键（如-CFXY键）的方法，以合成含氟手性药物；改进生产工艺，使氟化反应无毒无污染。&/p&&p&&strong&可循环利用的磁性纳米催化剂&/strong&&/p&&p&1. 虽然催化剂在反应前后不发生任何变化，但在实际操作中很难回收利用，尤其是高压催化加氢、金属催化偶联反应、相转移催化反应等。但使用磁性纳米颗粒（magnetic nanoparticles, MNP）将有效改善这一缺陷。MNP表面催化活性位点和磁学性质使其保持高催化活性的同时易于回收，减少环境污染。&/p&&p&2. 用作催化剂载体的MNP常用制备方法简单、成本低廉，便于量产且磁响应性良好的金属氧化物制成，如硬磁性的Fe3O4、γ-Fe2O3、软磁性的α- Fe2O3及NiFe2O4等。制备方法分为物理法、湿化学法和化学气相法。湿化学法分为沉淀法、溶胶-凝胶（sol-gel）法、微乳液和反向微乳液法、水热法、多元醇还原法等；化学气相法分为化学气相沉积法（CVD）、化学气相凝聚法（CVC）、等离子蒸发法等。&/p&&p&3. 若无稳定剂存在下，大多数MNP将因磁偶极相互作用而团聚导致催化活性位点减少，比表面积下降，因此必须对MNP表面修饰改性形成包覆层。包覆层主要起保护核心、负载活性组分的作用。包覆层主要采用SiO2、Al2O3和石墨烯。其中负载二氧化硅更具优势，因其可在避免铁组分对后续活性成分不良影响的同时显著提高催化剂的抗高温性能。包覆SiO2首选操作简单，易于控制的溶胶-凝胶（sol-gel）法：以氨水为催化剂，催化四烷氧基硅烷水解聚合形成无定型的SiO2包覆在已经分散至醇-水混合体系的MNP表面。包覆后表面含有大量硅羟基，与硅烷偶联剂等功能化试剂反应后可负载不同活性中心以得到不同性质的催化剂。包覆Al2O3的好处在于Al2O3比表面积高，孔道结构丰富，热稳定性高，是石油化工领域需求量最大的催化剂载体。除此外还可包覆金属或金属氧化物，可由吸附至载体上的金属离子还原得到。紧密排列的石墨网状物化学惰性强，不可渗透，使得石墨烯成为理想包覆材料&/p&&p&4. 磁性纳米催化剂（MNC）大致分为依赖共价键制备的磁性小分子催化剂和依赖配位键、氢键等的有机金属磁性纳米催化剂。前者稳定，后者易受环境和外力的影响。磁性纳米催化剂可以负载无机分子、有机分子、高分子、碳纳米管（简称CNP）和石墨烯等不同物质，使其拥有特殊性质。硅烷偶联剂是有机-无机杂化物质间的“分子桥”，可连接两种性质完全不同的材料，在MNP的改性与催化应用中扮演重要角色；主要选择磷酸根、磺酸基和羧基等有机小分子通过静电相互作用与MNP连接；高分子中含有的官能团可与MNP表面发生物理化学作用进而连接，树枝状长链可在防止团聚的同时增加MNP在有机溶剂中的溶解度。为增强CNP与MNP之间作用力，常常引入功能化基团。但官能团会破坏CNP的机械和电子性质，同时引入的官能团在催化剂参与反应时遭到破坏的可能性很大。&/p&&p&5. N掺杂碳纳米管不需要进一步修饰即可增强CNP与MNP的作用力。由于Pd在N占据位点上良好的分散性与C纳米管上丰富的多孔结构，包含靶的氮掺杂碳纳米管（Pd/ N-CNPs）在Heck（赫克）、Suzuki（铃木）、Sonogashira（薗头）等金属催化偶联反应中表现出良好的催化活性，这说明CNP与Pd及磁性核之间存在强作用力，可以阻止金属脱落。&/p&&p&6. MNP表面包覆贵金属颗粒非常困难，一个有效的替代方法是构筑双金属核壳结构的磁性纳米催化剂。多巴胺（DA）可将具有催化活性的金属有效地负载在MNP上。DA提供的氨基（-NH2）是Pd的良好配体，有助于提高催化剂的稳定性和重复使用性能。除此之外，胺和硫醇也是相对牢靠的配体。&/p&&p&7. 进一步研究方向：开发可控催化活性的裸露磁性纳米催化剂；制备磁性光化学催化剂；制备可均匀分散于溶剂中的小颗粒（尤其是小于50nm）磁性纳米催化剂，进一步增大载体表面吸附能力使其催化活性与均相催化剂相当甚至更高。&/p&
催化化学热点领域主要包括： 1. 金属催化的碳氢键活化与官能团化（Heck, Negishi, Suzuki等）2. （过渡金属的）不对称转化（Sharpless等）3. 系统催化：设计独立而不互相干扰的催化循环，从而完成若干平行连续的反应，例如三元催化体系4. 协同催化：类似酶…
&p&sp3d 杂化轨道是由1个ns轨道、3个np轨道和1个nd轨道组合而成的，然后空间分布是下面这样的：&/p&&figure&&img data-rawheight=&321& src=&https://pic1.zhimg.com/v2-d07ae1986feaef9a7accfd00_b.jpg& data-rawwidth=&650& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&650& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-d07ae1986feaef9a7accfd00_r.jpg&&&/figure&&p&对于「为什么键角不等」？&/p&&p&前面几位已经答了，在三维空间中不存在正五面体（&a href=&https://www.zhihu.com/question//answer/& class=&internal&&Kaifu：怎样证明在三维空间里只能存在五种规则的多面体？&/a&），因此，不存在相邻键角相等的五个射线。&/p&&p&实际上，带相同电荷的轨道是相互排斥的，肯定存在一种整体势能最小的构型。这个应该是可以证明（我没做过），但我们可以从编程仿真的角度来看看。&/p&&p&我们在球面上随机生成五个初始点。&/p&&figure&&img data-rawheight=&593& src=&https://pic3.zhimg.com/v2-023bf4ecd731fad165ae_b.jpg& data-rawwidth=&1595& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1595& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-023bf4ecd731fad165ae_r.jpg&&&/figure&&p&我们让它们互相之间产生与距离平方成反比的排斥力。&/p&&p&然后让它迭代仿真。只要时间足够多，五个点会稳定在某个局部势能最低点：&/p&&figure&&img data-rawheight=&571& src=&https://pic3.zhimg.com/v2-ad49bbdaef5c_b.jpg& data-rawwidth=&1579& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1579& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-ad49bbdaef5c_r.jpg&&&/figure&&p&可以看到，&b&每次迭代的结果都是一个三角双锥&/b&。&/p&&p&下面是一个迭代过程的视频：&/p&&a class=&video-box& href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//www.zhihu.com/video/055104& target=&_blank& data-video-id=&& data-video-playable=&true& data-name=&& data-poster=&https://pic2.zhimg.com/80/v2-bd20e62ac1_b.jpg& data-lens-id=&055104&&
&img class=&thumbnail& src=&https://pic2.zhimg.com/80/v2-bd20e62ac1_b.jpg&&&span class=&content&&
&span class=&title&&&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
&span class=&url&&&span class=&z-ico-video&&&/span&https://www.zhihu.com/video/055104&/span&
sp3d 杂化轨道是由1个ns轨道、3个np轨道和1个nd轨道组合而成的，然后空间分布是下面这样的：对于「为什么键角不等」？前面几位已经答了，在三维空间中不存在正五面体（），因此，不存在相邻键角相等…
&p&撰文：哈囉鍾家偉
所属专栏：&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/rationalscience-catalysis& class=&internal&&研之成理催化俱乐部&/a&&/p&&p&&/p&&p&&b&前言：&/b&&/p&&p&&b&今天要跟大家分享的是JACS上面的一篇文章&/b&J. Am. Chem. Soc., ), ，文章题目为：Product Selectivity Controlled by Zeolite Crystals in Biomass Hydrogenation over a Palladium Catalyst。论文的第一作者为王成涛同学，共同通讯作者为肖丰收老师和王亮老师。肖丰收老师的大名这里就不多作介绍了。王亮老师前段时间刚获得第十六届国际催化大会的Young Scientist Prize, 感兴趣的朋友不妨关注下。&/p&&b&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1fc47b07fe74ad9b033f1_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&1116& data-rawheight=&283& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1116& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1fc47b07fe74ad9b033f1_r.jpg&&&/figure&&/b&&p&&br&&/p&&p&&b&背景：&/b&&/p&&p&&b&生物质催化转化为燃料及精细化学品具有重要的研究意义。通过纤维素、木质素进行催化裂解处理可得到糠醛、乙酰丙酸、苯酚等生物质基平台化学品。然而生物质基化学品通常具备较高含氧量，故需进一步进行选择性加氢处理（HDO，加氢脱氧）。过渡金属纳米粒子&/b&催化剂&b&广泛应用于生物质基平台化学品加氢反应，然而&/b&传统过渡金属&b&纳米粒子&/b&催化剂通常面临着&b&目标产物选择性低&/b&等问题。&b&例如，&/b&以糠醛为反应底物，除目标产物呋喃外，还会生成二氢呋喃、四氢呋喃、糠醇、四氢糠醛、四氢糠醇等系列副产物。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ecf6cc11d75c23cae113a0_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&513& data-rawheight=&293& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&513& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-ecf6cc11d75c23cae113a0_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&图1. 生物质基平台化合物糠醛加氢的反应路径&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&
日前，&/b&浙江大学肖丰收教授课题组&b&，通过无溶剂晶化法，将Pd纳米粒子封装于Silicalite-1沸石（S-1），制备得到核壳结构&/b&的&b&Pd@S-1&/b&催化剂，应用于生物质基平台化合物糠醛的选择性加氢反应，最优条件下，糠醛转化率达到91.3%，目标产物呋喃选择性高达98.7%。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&小编注：无溶剂无模板剂法合成分子筛&/b&是最近几年肖丰收老师课题组的研究重点之一，在此课题上他们已经取得了一系列的成果（如：J. Am. Chem. Soc. , ; J. Am. Chem. Soc. , ; Angew Chem. Int. Ed. 72-9175; Chem. Commun. 920-16923;J. Mater. Chem. A 093-14095 ），感兴趣的同学不妨去看看肖丰收老师的主页：&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.chem.zju.edu.cn/xiaofs/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&chem.zju.edu.cn/xiaofs/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-f5ffa860_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&202& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-f5ffa860_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&图2. 核壳结构的Pd@S-1催化剂在糠醛加氢反应的应用 &/p&&p&&br&&/p&&p&&b&材料合成策略：&/b&&/p&&p& 以聚乙烯吡咯烷酮为有机配体稳定Pd&b&纳米粒子&/b&，正硅酸乙酯TEOS为硅源，首先将Pd&b&纳米粒子封装于无定形SiO2，制备得到Pd@ SiO2。继而以四丙基氢氧化铵TPAOH为结构导向剂，使用无溶剂晶化法合成，将Pd纳米粒子封装于S-1沸石，制备得到核壳结构&/b&的Pd@S-1催化剂。 &/p&&p&&b&小编评述：科研中整体思维变得越来越重要。直接将Pd纳米颗粒负载到分子筛孔道里面是很难实现的，将Pd纳米颗粒作为原料直接加入到S-1的合成中也不是一种好的方式。但是将Pd@SiO2变成一个整体，然后再进行S-1的合成就可以解决这个问题。&/b&&/p&&p&&b&这种整体思维在解决很多科学问题时都有重要应用。例如我们之间分享的单原子催化剂，要想提高它的负载量，我们可以先将其变成单原子分散的前驱体（均相催化的设计概念），然后采用将这种前驱体采用一些多相催化剂的处理手段变成多相催化剂，在这个过程中，金属原子由于配体作用不会发生团聚，因此能够保持单原子特性。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-9e6ee4f4ef9ea4cddbef_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&244& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-9e6ee4f4ef9ea4cddbef_r.jpg&&&/figure&&p&图3.无溶剂晶化法合成核壳结构的Pd@S-1催化剂 &/p&&p&&br&&/p&&p&
透射电镜（TEM）表明，Pd@S-1为&b&核壳结构&/b&，&b&Pd纳米粒子封装于S-1沸石。&/b&相比之下，负载型催化剂Pd/S-1中Pd纳米粒子存在于&b&S-1沸石外表面。&/b& &/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-5c57a77c4adc7d9dab074cf_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&391& data-rawheight=&391& class=&content_image& width=&391&&&/figure&&p&图4. (A)、(B)Pd@S-1的TEM图；(C)、(D) Pd/S-1的TEM图 &/p&&p&&br&&/p&&p&&b&材料性能研究：&/b& &/p&&p&Pd/S-1在糠醛加氢反应中表现出很好的催化活性，但是目标产物呋喃的选择性不足15%，糠醛缩聚副产物选择性高（33.7-75.7%）。相比之下，对于Pd@S-1催化剂，&b&最优条件下，糠醛转化率可达91.3%，目标产物呋喃选择性高达98.7%&/b&。气相色谱（GC）热导检测器（TCD）检测产物中存在CO、CO、HCHO，表明Pd@S-1&b&选择性断裂糠醛环上的C-C键&/b&。此外，&b&微孔结构（0.55nm）的壳层S-1沸石有效抑制糠醛缩聚副产物的生成&/b&。对Pd@S-1进行HF酸后处理，部分脱除壳层&b&Silicalite-1沸石，&/b&呋喃的选择性明显下降，由此证明Pd@S-1中&b&壳层S-1沸石有效提高呋喃选择性。&/b&&/p&&p&&b&小编评述：&/b&催化材料的合成其实忌讳为了合成而合成，有些情况下刻意合成核壳结构或者合金结构其实是无意义的。如果要强调这种特殊的结构，一定要说明这种结构的用途。本文在这一点上就做得很好：&b&壳层S-1沸石有效提高呋喃选择性。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-416c6199dc_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&547& data-rawheight=&231& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&547& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-416c6199dc_r.jpg&&&/figure&&p&图5. (A) Pd@S-1的糠醛转化率（蓝绿色），呋喃选择性（灰色）；(B)Pd/S-1的糠醛转化率（灰色），呋喃选择性（蓝绿色） &/p&&p&&br&&/p&&p&&b&材料结构性能关系的研究：&/b& &/p&&p&首先，通过对预吸附于Pd@S-1的底物、产物进行脱附处理，傅里叶变换红外光谱FT-IR中呋喃环/四氢呋喃环中C-O键吸收峰（1227cm-1）强度减弱程度表明呋喃的脱附比例最高，糠醇的脱附比例最低。其次，程序升温脱附（TPD）中呋喃、糠醛、糠醇在Pd@S-1、&b&无定形SiO2&/b&的脱附温度表明，呋喃在Pd@S-1、&b&无定形SiO2&/b&的脱附温度差别最小，糠醇在Pd@S-1、&b&无定形SiO2&/b&的脱附温度差别最大。再者，密度泛函理论（DFT）计算可得，呋喃分子在Silicalite-1沸石的吸附能最低，糠醇分子的吸附能较高。FT-IR、TPD、DFT三者结合表明，&b&呋喃在壳层S-1沸石中扩散速度远快于糠醇&/b&。反应机理推断如下，&b&糠醛直接脱羰基可得目标产物呋喃，平行副反应糠醛直接加氢得到副产物糠醇，糠醇在壳层S-1沸石吸附作用极强，继续反应得到呋喃，呋喃以极快扩散速度扩散出壳层S-1沸石。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&小编评述：&/b&随着人们对合成以及催化反应本身的认识不断提高，高档次的论文已经不再满足于精美的材料或者优异的性能。一般而言，这些高水平的论文都要求人们对其具体机制作出解释：&b&如果是偏合成材料，就需要解释这个材料具体的形成过程是什么，有哪些关键性的条件在合成过程中起到了哪些重要作用&/b&；&b&如果是偏应用型的，那就要解释为什么这个材料具有优异的性能，材料的结构和性能之间有什么关系&/b&。具体到催化而言，一般大家都会研究&b&这个催化材料到底优化了吸附-表面反应-脱附中的哪一步？&/b&&/p&&p&&br&&/p&&b&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-4a706fbb31a7_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&613& data-rawheight=&353& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&613& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-4a706fbb31a7_r.jpg&&&/figure&&/b&&p&图6.（A）反应底物、产物在Pd@S-1的脱附比例；（B）反应底物、产物在S-1分子筛微孔的吸附能（备注：图6A中，文献原文将呋喃和四氢呋喃弄反了，这里标记出来更正一下）&/p&&p&&br&&/p&&p&核壳结构的Pd@S-1经烧炭再生后，其活性、选择性基本保持不变，归因于&b&壳层S-1可以有效抑制Pd NP的团聚&/b&。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-db2c8ad1c44ff657f7a71ea01aadfbf8_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&923& data-rawheight=&446& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&923& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-db2c8ad1c44ff657f7a71ea01aadfbf8_r.jpg&&&/figure&&p&图7. Pd@S-1的（a）糠醛转化率，（b）呋喃选择性 &/p&&p&&br&&/p&&p&本文首发于微信公众号（rationalscience），欢迎大家关注！&/p&&p&&/p&&p&&/p&&p&&/p&
撰文：哈囉鍾家偉 所属专栏：前言：今天要跟大家分享的是JACS上面的一篇文章J. Am. Chem. Soc., ), ，文章题目为：Product Selectivity Controlled by Zeolite Crystals in Biomass Hydrogenation over a Palladium…
&p&本文首发于微信公众号“研之成理”（ID：rationalscience），欢迎大家关注和扩散！&/p&&p&&br&&/p&&p&前言：作为结构研究的一种重要方法，XRD在催化材料和其他材料的研究中都具有非常重要的应用。本着温故知新的态度，研之成理刻意抽出几期来简单地梳理下XRD的一些基础知识，希望能够帮助大家更加全面地了解这一表征手段。（注：本次分享只讨论多晶衍射，单晶衍射后期会出独立的专题，敬请期待）&/p&&p&&br&&/p&&p&本次分享我们从实用开始，原理的分析放到后面，今天的内容很简单，简单聊聊XRD到底可以做什么？&/p&&p&&br&&/p&&p&1. XRD研究的是材料的体相还是表面相？&/p&&p&XRD采用单色X射线为衍射源，一般可以穿透固体，从而验证其内部结构，因此XRD给出的是材料的体相结构信息。 &/p&&p&&br&&/p&&p&2. XRD是定性分析手段还是定量分析手段？&/p&&p&XRD多以定性物相分析为主，但也可以进行定量分析。通过待测样品的X 射线衍射谱图与标准物质的X 射线衍射谱图进行对比,可以定性分析样品的物相组成;通过对样品衍射强度数据的分析计算,可以完成样品物相组成的定量分析.&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-b4b05f93753e26aed41dd6b0b278ae2c_b.jpg& data-rawwidth=&400& data-rawheight=&304& class=&content_image& width=&400&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&3. XRD进行定性分析时可以得到哪些有用信息？&/p&&p&A. 根据XRD谱图信息，可以确定样品是&b&无定型还是晶体&/b&：无定型样品为大包峰，没有精细谱峰结构；晶体则有丰富的谱线特征。把样品中最强峰的强度和标准物质的进行对比，可以定性知道样品的结晶度。&/p&&p&B. 通过与标准谱图进行对比，可以知道所测样品&b&由哪些物相组成&/b&（XRD最主要的用途之一）。基本原理：晶态物质组成元素或基团如果不相同或其结构有差异,它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度以及衍射峰形上会显现出差异（基于布拉格方程，后面会详细解析）。&/p&&p&C. 通过实测样品和标准谱图2θ值的差别，可以定性分析晶胞是否膨胀或者收缩的问题，因为XRD的峰位置可以确定晶胞的大小和形状。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-f32b0aa1fd5aaa_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&587& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-f32b0aa1fd5aaa_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&4. XRD可以用于定量分析哪些内容？ &/p&&p&A. 样品的&b&平均晶粒尺寸&/b&，基本原理：当 X 射线入射到小晶体时，其衍射线条将变得弥散而宽化，晶体的晶粒越小， x 射线衍射谱带的宽化程度就越大。因此晶粒尺寸与XRD谱图半峰宽之间存在一定的关系, 即谢乐公式（Scherrerequation），下期会详细分析其原理与注意事项。&/p&&p&&br&&/p&&p&对于对于负载型催化剂表面的金属颗粒，其颗粒大小 &i&d&/i&（单位 nm）与其分散度 &i&D&/i& 之间可以简单地换算：&i&d&/i& ≈ 0.9/&i&D&/i& (注：0.9这个常数是经验值) 。&/p&&p&&br&&/p&&p&B. 样品的&b&相对结晶度&/b&：一般将最强衍射峰积分所得的面积（As）当作计算结晶度的指标，与标准物质积分所得面积(Ag)进行比较，结晶度=As/Ag*100%。&/p&&p&&br&&/p&&p&C. &b&物相含量的定量分析&/b&：主要有K值法也叫RIR方法和Rietveld全谱精修定量等。其中，RIR法的基本原理为1:1混合的某物质与刚玉(Al2O3),其最强衍射峰的积分强度会有一个比值，该比值为RIR值。通过将该物质的积分强度/RIR 值总是可以换算成Al2O3的积分强度。对于一个混合物而言，物质中所有组分都按这种方法进行换算，最后可以通过归一法得到某一特定组分的百分含量。&/p&&p&&br&&/p&&p&D. XRD还可以用于点阵常数的精密计算，残余应力计算等（黄继武老师主编的《多晶材料X射线衍射：实验原理、方法与应用》）&/p&&p&&br&&/p&&p&5. 推荐参考书籍及分析软件&/p&&p&参考书籍：李树棠等主编《晶体X衍射学基础》；黄继武等主编《多晶材料X射线衍射：实验原理、方法与应用》；辛勤等主编《现代催化研究方法》等&/p&&p&&br&&/p&&p&分析软件：Jade 5.0或者6.5 &/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-efcc3d473f56aba508697_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&441& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-efcc3d473f56aba508697_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&6. XRD晶体数据库&/p&&p&无机晶体结构数据库（ICSD）：&a href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//icsd.fiz-karlsruhe.de/search/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://&/span&&span class=&visible&&icsd.fiz-karlsruhe.de/s&/span&&span class=&invisible&&earch/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&国际衍射数据中心（ICDD）: &a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.icdd.com/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&icdd.com/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&剑桥晶体数据中心(CCDC): &a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.ccdc.cam.ac.uk/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&ccdc.cam.ac.uk/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&——————————————————————————————————————————&/p&&p&接下来，紧接上面的内容，将XRD的原理以及最基本的应用分享给大家，希望能够对大家有所帮助。&/p&&p&1.XRD的基本原理&/p&&p&当一束单色 X射线照射到晶体上时，晶体中原子周围的电子受X 射线周期变化的电
场作用而振动，从而使每个电子都变为发射球面电磁波的次生波源。所发射球面波的频率与入射的 X 射线相一致。&b&基于晶体结构的周期性&/b&，晶体中各个原子（原子上的电子）的散射波可相互干涉而叠加，称之为相干散射或衍射。X射线在晶体中的衍射现象，实质上是大量原子散射波相互干涉的结果。每种晶体所产生的衍射花样都反映出晶体内部的原子分布规律。&/p&&p&&br&&/p&&p&根据上述原理，某晶体的衍射花样的特征最主要的是两个：1) &b&衍射线在空间的分布规律&/b&；2) &b&衍射线束的强度&/b&。其中，衍射线的分布规律由&b&晶胞大小，形状和位向&/b&决定，衍射线强度则取决于&b&原子的品种和它们在晶胞的位置&/b&。&b&因此，不同晶体具备不同的衍射图谱。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&2.布拉格方程&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-15bdbd738edf6ef4a3663d_b.jpg& data-rawwidth=&1280& data-rawheight=&314& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1280& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-15bdbd738edf6ef4a3663d_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&布拉格方程所反映的是&b&衍射线方向与晶体结构之间的关系&/b&。对于某一特定晶体而言，只有满足布拉格方程的入射线角度才能够产生干涉增强，才会表现出衍射条纹。这是XRD谱图的根本意义。&/p&&p&&br&&/p&&p&备注：对于不同晶系，晶面间距d与晶胞参数（a, b, c, α, β, γ）之间存在确定的对应关系，通过XRD谱图知道θ和hkl之后，可以通过布拉格方程等推算出晶胞参数（本期暂时不讲，后面会详细说明）。&/p&&p&&br&&/p&&p&3. Scherrer公式&/p&&p&基本原理：&b&当X&/b& &b&射线入射到小晶体时，其衍射线条将变得弥散而宽化，晶体的晶粒越小，&/b& &b&X射线衍射谱带的宽化程度就越大。&/b&Sherrer公式描述的就是晶粒尺寸与衍射峰半峰宽之间的关系。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-9ad5ed47ae2f031aa2c93d6ce7f1a0db_b.jpg& data-rawwidth=&946& data-rawheight=&383& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&946& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-9ad5ed47ae2f031aa2c93d6ce7f1a0db_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&4. XRD物相分析&/p&&p&基本原理：&b&每一种晶体物质和它的衍射花样都是一一对应的&/b&，不可能有两种晶体给出完全相同的衍射花样。&/p&&p&&br&&/p&&p&随着XRD标准数据库的日益完善，XRD物相分析变得越来越简单，目前最常见的操作方式是将样品的XRD谱图与标准谱图进行对比来确定样品的物相组成。XRD标准数据库包括JCPDS（即PDF卡片）,ICSD，CCDC等，分析XRD谱图的软件包括Jade，Xpert Highscore等，这里推荐使用&b&Jade。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&在Jade软件中，专门有一个功能叫Identify。里面的&b&Search/Match&/b&功能可以将样品的衍射图样与标准谱图进行对比，给出与所测样品相吻合的标准谱图信息。下图所示，是TiO2样品XRD谱图在Jade软件中的Search/Match操作。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-043d91cfc5eb0edc57fee617_b.jpg& data-rawwidth=&1436& data-rawheight=&759& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1436& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-043d91cfc5eb0edc57fee617_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&如上图所示，在Jade的Search/Match功能中会给出&b&标准谱图的衍射条纹，物相名称，化学式，匹配程度（FOM），PDF卡片编号，点群，晶胞参数，ICSD编号等。&/b&&/p&&p&&b&其中，FOM为匹配率的倒数，值越小，匹配越好。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&双击选中的标准物质卡片，会弹出来标准物质详细的references和衍射数据值，如下图所示，该数据可以导出使用。图中所示比较重要的数据包括&b&晶面间距d, 晶面指数hkl以及标准谱图衍射峰位置和相对强度等&/b&。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-9c82fec63c0559afb1fddbfe_b.jpg& data-rawwidth=&1280& data-rawheight=&407& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1280& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-9c82fec63c0559afb1fddbfe_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&5. 如何在Jade中采用Sherrer公式计算晶粒尺寸？&/p&&p&Jade软件中直接集成了采用半峰宽来计算样品的晶粒尺寸这一功能，比较方便。要想使用该功能，首先必须在Edit--&Preferences--&Report里面勾上，Estimate Crystallite Size from FWHM Values.如下图所示：&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-ab1c1746482_b.jpg& data-rawwidth=&1280& data-rawheight=&799& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1280& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-ab1c1746482_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&勾上之后就可以很方便的进行粒径分析了，如下图所示，采用EditToolbar中的积分按钮，在主峰下拉取基线，会自动弹出窗口，里面包含晶粒尺寸信息。注意，这里算出来的是平均尺寸，且使用范围为3-200 nm.&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-bf6b00eadbd_b.jpg& data-rawwidth=&1416& data-rawheight=&821& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1416& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-bf6b00eadbd_r.jpg&&&/figure&&p&———————————————————————————————————————————&/p&&p&先写这么多，有时间继续补充&/p&&p&&/p&
本文首发于微信公众号“研之成理”（ID：rationalscience），欢迎大家关注和扩散！ 前言：作为结构研究的一种重要方法，XRD在催化材料和其他材料的研究中都具有非常重要的应用。本着温故知新的态度，研之成理刻意抽出几期来简单地梳理下XRD的一些基础知识，…
&p&声明：本文转自微信公众号“研之成理”（ID：rationalscience），欢迎关注和扩散！&/p&&p&先简单介绍下红外的基本知识：&/p&&p&&b&1. 什么是光谱技术？有哪些分类，红外属于哪一类？&/b&&/p&&p&光谱分析是一种根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成，结构或者相对含量的方法。按照分析原理，光谱技术主要分为&b&吸收光谱，发射光谱和散射光谱&/b&三种；按照被测位置的形态来分类，光谱技术主要有&b&原子光谱和分子光谱&/b&两种。红外光谱属于分子光谱，有红外发射和红外吸收光谱两种，常用的一般为红外吸收光谱。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-789ba91d1b1b1ed1e1bf9b0_b.jpg& data-rawwidth=&468& data-rawheight=&250& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&468& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-789ba91d1b1b1ed1e1bf9b0_r.jpg&&&/figure&&p&&b&2. 红外吸收光谱的基本原理是什么？&/b&&/p&&p&分子运动有平动，转动，振动和电子运动四种，其中后三种为量子运动。分子从较低的能级E1，吸收一个能量为hv的光子，可以跃迁到较高的能级E2,整个运动过程满足能量守恒定律E2-E1=hv。&b&能级之间相差越小，分子所吸收的光的频率越低，波长越长。&/b&&/p&&p&红外吸收光谱是由&b&分子振动和转动跃迁&/b&所引起的, 组成化学键或官能团的原子处于不断振动(或转动)的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当。所以，用红外光照射分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。&/p&&p&红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。&/p&&p&分子的转动能级差比较小，所吸收的光频率低，波长很长，所以分子的纯转动能谱出现在&b&远红外区（&/b&25~300 μm&b&）&/b&。振动能级差比转动能级差要大很多，分子振动能级跃迁所吸收的光频率要高一些，分子的纯振动能谱一般出现在&b&中红外区（&/b&2.5~25 μm&b&）&/b&。（&i&注：分子的电子能级跃迁所吸收的光在可见以及紫外区，属于紫外可见吸收光谱的范畴&/i&）&/p&&p&值得注意的是，&b&只有当振动时，分子的偶极矩发生变化时，该振动才具有红外活性&/b&（注：如果振动时，分子的极化率发生变化，则该振动具有拉曼活性）&b&。&/b& &/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-679cce4c2e7d9f412dc85e_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&400& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-679cce4c2e7d9f412dc85e_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&3. 分子的主要振动类型&/b&&/p&&p&在中红外区，分子中的基团主要有两种振动模式，&b&伸缩振动和弯曲振动&/b&。伸缩振动指基团中的原子沿着价键方向来回运动（有对称和反对称两种），而弯曲振动指垂直于价键方向的运动（摇摆，扭曲，剪式等），如上图所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-9da02d9c2f5c2d140eaae397e055918e_b.jpg& data-rawwidth=&626& data-rawheight=&256& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&626& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-9da02d9c2f5c2d140eaae397e055918e_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&4. 红外光谱和红外谱图的分区&/b&&/p&&p&通常将红外光谱分为三个区域：近红外区(0.75~2.5 μm)、中红外区(2.5~25 μm)和远红外区(25~300 μm)。一般说来，近红外光谱是由分子的倍频、合频产生的；&b&中红外光谱属于分子的基频振动光谱&/b&；远红外光谱则属于分子的转动光谱和某些基团的振动光谱。（&i&注：由于绝大多数有机物和无机物的基频吸收带都出现在中红外区，因此中近红外光谱仪&/i&&/p&&p&&i&红外区是研究和应用最多的区域，积累的资料也最多，仪器技术最为成熟。通常所说的红外光谱即指&b&中红外光谱&/b&&/i&)&/p&&p&按吸收峰的来源，可以将中红外光谱图(2.5~25 μm)大体上分为&b&特征频率区&/b&（2.5~7.7 μm，即 cm-1）以及&b&指纹区&/b&（7.7~16.7μm,即 cm-1）两个区域。其中特征频率区中的吸收峰基本是由基团的伸缩振动产生，数目不是很多，但具有很强的特征性，因此在基团鉴定工作上很有价值，&b&主要用于鉴定官能团&/b&。如羰基，不论是在酮、酸、酯或酰胺等类化合物中，其伸缩振动总是在5.9μm左右出现一个强吸收峰，如谱图中5.9μm左右有一个强吸收峰，则大致可以断定分子中有羰基。&/p&&p&指纹区的情况不同，该区峰多而复杂，没有强的特征性，主要是由一些单键C-O、C-N和C-X(卤素原子)等的伸缩振动及C-H、O-H等含氢基团的弯曲振动以及C-C骨架振动产生。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异。这种情况就像每个人都有不同的指纹一样，因而称为指纹区。&b&指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助&/b&。&/p&&p&下表所示为一些特征基团的振动频率，后面几期我们会结合实例进行具体分享。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-e90afdeb55cf71de29bb5c6d3fa2d8f9_b.jpg& data-rawwidth=&829& data-rawheight=&598& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&829& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-e90afdeb55cf71de29bb5c6d3fa2d8f9_r.jpg&&&/figure&&p&&b&5. 红外光谱是定性分析手段还是定量分析手段？有何应用？&/b& &/p&&p&红外吸收光谱主要用于定性分析分子中的官能团，也可以用于定量分析（较少使用，特别是多组分时定量分析存在困难）。红外光谱对样品的适用性相当广泛，固态、液态或气态样品都能应用，无机、有机、高分子化合物都可检测。&/p&&p&常见的，对于未知产物进行分析时，红外能够给出官能团信息，结合质谱，核磁，单晶衍射等其他手段有助于确认产物的结构（&i&应用最广泛&/i&）；在催化反应中，红外，特别是原位红外有着重要的作用，可以用于确定反应的中间产物，反应过程中催化剂表面物种的吸附反应情况等；通过特定物质的吸附还可以知道材料的性质，比如吡啶吸附红外可以测试材料的酸种类和酸量等，CO吸附的红外可以根据其出峰的情况判断材料上CO的吸附状态，进而知道催化剂中金属原子是否是以单原子形式存在等。&/p&&p&&b&6. 红外光谱的解析一般通过什么方法？有哪些重要的数据库？&/b&&/p&&p&光谱的解析一般首先通过特征频率确定主要官能团信息。单纯的红外光谱法鉴定物质通常采用比较法，即与标准物质对照和查阅标准谱的方法，但是该方法对于样品的要求较高并且依赖于谱图库的大小。如果在谱图库中无法检索到一致的谱图，则可以用人工解谱的方法进行分析，这就需要有大量的红外知识及经验积累。大多数化合物的红外谱图是复杂的，即便是有经验的专家，也不能保证从一张孤立的红外谱图上得到全部分子结构信息，如果需要确定分子结构信息，就要借助其他的分析测试手段，如核磁、质谱、紫外光谱等。&/p&&p&重要的红外谱图数据库主要有：&/p&&p&Sadtler红外光谱数据库：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.bio-rad.com/zh-cn/product/ir-spectral-databases& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&bio-rad.com/zh-cn/produ&/span&&span class=&invisible&&ct/ir-spectral-databases&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&日本NIMC有机物谱图库：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&sdbs.db.aist.go.jp/sdbs&/span&&span class=&invisible&&/cgi-bin/direct_frame_top.cgi&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&上海有机所红外谱图数据库：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//chemdb.sgst.cn/scdb/main/irs_introduce.asp& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&chemdb.sgst.cn/scdb/mai&/span&&span class=&invisible&&n/irs_introduce.asp&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&ChemExper化学品目录CDD：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.chemexper.com/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&chemexper.com/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&FTIRsearch：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.ftirsearch.com/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&ftirsearch.com/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&NIST Chemistry WebBook：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//webbook.nist.gov/chemistry& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&webbook.nist.gov/chemis&/span&&span class=&invisible&&try&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&p&1. 影响振动频率的因素 &/p&&p&在正式讨论特征基团的振动频率之前，先简单了解下影响振动频率的主要因素，这对于确认特征基团的归属有重要的帮助。&/p&&p&影响红外振动频率的因素可以分为内部因素和外在条件两种，其中外在条件主要指样品的物态（气，液，固），溶剂种类，测试温度，测试仪器等。内部因素主要是分子结构方面的影响， 包括&b&诱导效应，共轭效应，空间效应，氢键作用&/b&等。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&诱导效应：&/b&基团附近有不同电负性的取代基时，由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而引起键力常数的变化，使基团吸收频率变化。&/p&&p&&b&吸电子基使邻近基团吸收波数升高，给电子基则使邻近基团吸收波数下降。吸电子能力越强，升高的越多，给电子能力越强，下降越明显。&/b&&/p&&p&&b&举例：&/b&CH3CHO (1713), CH3COCH3 (1715), CH3COCl (1806).&/p&&p&Cl的吸电子能力&甲基&H，因此对于C=O的振动频率而言，酰氯&酮&醛&/p&&p&&b&注：&/b&1). 这种诱导效应的存在对于判别C=O的归属有很重要的意义，后面还会提到。&/p&&p&2). 诱导效应存在递减率：诱导效应是一种静电诱导作用，其作用随所经距离的增大而迅速减弱 &/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-bcdd5cb5c1a8b99ae772c3cad57da7aa_b.jpg& data-rawwidth=&656& data-rawheight=&206& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&656& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-bcdd5cb5c1a8b99ae772c3cad57da7aa_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&共轭效应：&/b&在共轭体系中由于原子间的相互影响而使体系内的π电子 （或p电子）分布发生变化的一种电子效应。共轭效应使共轭体系的电子云密度以及键长平均化，双键略有伸长，单键略有缩短。&/p&&p&主要的共轭体系包括π-π共轭和p-π共轭（σ-π超共轭等其他共轭形式影响相对较小）。&/p&&p&&b&基团与吸电子基共轭，振动频率增加；基团与给电子基团共轭，振动频率下降。&/b& &/p&&p&&b&注：&/b&共轭效应沿共轭体系传递不受距离的限制，因而可以显著地影响基团的振动频率。&/p&&p&&b&举例：&/b&CH3COCH3 (1715), CH3-CH=CH-COCH3 (1677), Ph-CO-Ph (1665).&/p&&p&C=O与双键形成π-π共轭，双键为给电子基团，因此C=O的振动频率下降；而当C=O与苯环形成共轭体系时，C=O的振动频率下降得更多。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&氢键：&/b&形成氢键（特别是分子内氢键）往往使吸收频率向低波数移动，吸收强度增加并变宽。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-b4c6ee95082ebecf4b118cee3321aa7e_b.jpg& data-rawwidth=&625& data-rawheight=&365& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&625& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-b4c6ee95082ebecf4b118cee3321aa7e_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&2. 常见基团的特征振动频率&/p&&p&各种基团在红外谱图的特定区域会出现对应的吸收带，其位置大致固定。常见基团的特征振动频率可以大致分为四个区域：&/p&&p&&b&A.
cm-1为X-H的伸缩振动区（O-H, N-H, C-H，S-H等）&/b& &/p&&p&&b&B. &/b& &b&cm-1为三键和累积双键伸缩振动区（C≡C,C≡N,C=C=C, N=C=S等）;&/b&&/p&&p&&b&C. &/b& &b&cm-1为双键的伸缩振动区（主要是C=C和C=O等）；&/b&&/p&&p&&b&D.
cm-1主要由弯曲振动，C-C, C-O，C-N单键的伸缩振动。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&具体而言：&/b&&/p&&p&&b&1. O-H (3650 ~
3200 cm-1): &/b&确定醇、酚、酸. 其中，自由的醇和酚振动频率为 cm-1(伯：3640，仲：3630，叔：3620，酚：3610. why? 考虑诱导和共轭效应), 存在分子间氢键时，振动频率向低波数移动，大致范围为 cm-1. 羧酸的吸收频率在3400 ~ 2500 cm-1（缔合）&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&2. N-H():&/b&胺和酰胺.&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&3. C-H ( cm-1):&/b& C-H的振动频率存在明显的分界线，3000 cm-1以上为不饱和C上的C-H，3000以下为饱和C上的C-H. 醛基C-H较为特殊，在 cm-1.&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ba0b9e13f550c88f8be50_b.jpg& data-rawwidth=&802& data-rawheight=&494& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&802& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-ba0b9e13f550c88f8be50_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&4. 不饱和键的伸缩振动吸收：非常有价值的一个区域&/b&&/p&&p&&b&三键和累积双键：&/b& cm-1.&/p&&p&&b&C=O双键&/b&（ cm-1）在很多化合物中都有出现，而根据诱导效应，可以明显看到差异：酸酐&酰氯&酮,酸&醛,酯&酰胺. (&i&思考：如果是羧酸盐，C=O应该在哪呢？&/i&)&/p&&p&&b&C=C双键&/b&中苯环由于存在共轭效应（，一般为多峰），其振动频率一般比烯烃（ cm-1）要低&/p&&p&注：&b&红外振动吸收峰的强度和键的极性相关，极性越强，强度越大&/b&。因此C=O的峰一般比C=C双键要大。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-6f7fbbe2c23a6b480c0b_b.jpg& data-rawwidth=&625& data-rawheight=&427& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&625& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-6f7fbbe2c23a6b480c0b_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&5. C-O伸缩振动（醇，酚，酸，酯，酸酐）：&/b& cm-1&/p&&p&这类振动产生的吸收带常常是该区中的最强峰。&/p&&p&醇的C—O在 cm-1；酚的C—O在 cm-1；醚的C—O在 cm-1（饱和醚常在1125 cm-1出现；芳香醚多靠近1250 cm-1）。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&6. C-H弯曲振动: &/b&&/p&&p&&b&烷基：&/b&-CH3( cm-1),-CH2-(1465 cm-1), -CH-(1340 cm-1)&/p&&p&&b&烯烃：&/b& cm-1&/p&&p&&b&芳烃：&/b&960-690 cm-1（不同取代基位置使得C-H弯曲振动峰位置不一样）&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-8dff283f33f4dfa464b246_b.png& data-rawwidth=&620& data-rawheight=&341& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&620& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-8dff283f33f4dfa464b246_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&备注：&/b&&/p&&p&1. 实际上，红外谱图解析中有很多小的细节可以用来区分类似结构的化合物，如果一一介绍会显得特别繁琐，这里略去，感兴趣的朋友可以自行在百度文库中寻找相关资料进行学习。&/p&&p&2. 本文所采用的图片大多来自百度文库，感谢前辈们的分享。&/p&&p&3. 本期主要介绍的基团都是有机基团，无机基团的相关特征峰将放到下一期。&/p&&p&-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&p&此前，我们曾对红外光谱的基本原理以及特征官能团的振动频率进行了介绍，但是，主要内容都是围绕有机物展开的。接下来主要介绍下一些常见无机官能团的红外振动频率，希望对大家有所帮助。由于本人知识有限，短期内也很难将参考资料搜集得很完整，如有纰漏，恳请方家指正，多谢！&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&1. 为什么无机物不经常做红外光谱？&/b&&/p&&p&
多数情况下，人们主要采用红外光谱来分析有机官能团，而采用红外对无机物进行分析就要少得多了，很多教材上也没有特别地讨论无机物的红外吸收。实际上，对于无机材料而言，采用XRD来定性分析要比红外光谱更加直接，而一些细节的分析采用拉曼光谱要更方便一些，因为拉曼光谱可以测量的范围更广（4000-40 cm-1），而很多无机物，特别是氧化物的谱峰信息都是在800 cm-1以下的这个范围。此外，拉曼制样简单，不受水等干扰，分辨率也高一些。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-65e222f0dc4d_b.png& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&196& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-65e222f0dc4d_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&备注：这里只是相对目前的研究而言哈，实际上早期人们对于无机物的红外谱图也进行了大量的研究，这里推荐感兴趣的朋友看看《无机和配位化合物的红外和拉曼光谱》一书，作者：中本一雄（黄德如 汪仁庆译）。书中从群论出发，对不同结构特征的无机化学物进行了非常全面的讨论（从双原子分子到四原子分子，八面体分子，X2Y10分子等）&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&2. 一般用红外光谱来分析无机物中的什么信息？&/b&&/p&&p&
红外光谱是分子振动光谱，所以万变不离其宗，红外光谱测试无机物和有机物是一样的，都是研究&b&在振动中伴随有偶极矩变化的基团&/b&。常见的所研究的无机物主要包括H2O, CO, 氧化物，无机盐中的阴离子，配位化合物等。&/p&&p&
对于无机盐而言，&b&阳离子类型不同会影响到其阴离子的振动频率&/b&。例如，对于无水碱性氢氧化物而言，OH-的伸缩振动频率都在 cm-1范围内。其中，KOH为3678 cm-1，NaOH在3637 cm-1, Mg(OH)2为3698 cm-1，Ca(OH)2为3644 cm-1。&/p&&p&
在实际应用中，无机物的红外光谱可以用来干什么呢？举个简单的离子，对于氧化物而言，其表面的结构羟基和许多应用都有密切关系（比如催化，生物医用等）。而这些表面羟基采用XRD肯定是定不出来的，这个时候采用红外进行表征就具有优势了，特别是原位红外，可以研究在不同温度下表面羟基的变化情况，进而跟其性能联系起来。&/p&&p&
另外，红外光谱和XRD相结合对于样品的定性分析也是非常有帮助的，因为XRD并不是万能的，有很多物质实际上是没有标准谱图的，而红外谱图能够提供一些结构上的佐证，对于确定物质组成是很有帮助的。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-bc8caa8dc4_b.jpg& data-rawwidth=&386& data-rawheight=&185& class=&content_image& width=&386&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&3. 常见无机物中阴离子在红外区的吸收频率如下表所示： &/b& &/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-0a7dac1a25a4fcb0d469d_b.jpg& data-rawwidth=&828& data-rawheight=&463& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&828& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-0a7dac1a25a4fcb0d469d_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-9497c86aefaee55cefcfbe095d738475_b.jpg& data-rawwidth=&849& data-rawheight=&584& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&849& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-9497c86aefaee55cefcfbe095d738475_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&
有图表的地方可以少说废话，如果大家对于常见阴离子的峰位置有什么不确定的话，可以看看上面这个表。如果想了解得更加全面，或者想从群论等理论的角度进行了解，还是推荐大家看《无机和配位化合物的红外和拉曼光谱》。
&/p&&p&&br&&/p&&p&4. 磷，硫相关的红外特征频率范围&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1ea11ef292bf721f8cbdec845e867425_b.png& data-rawwidth=&522& data-rawheight=&404& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&522& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1ea11ef292bf721f8cbdec845e867425_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-97aef4335c3cae_b.png& data-rawwidth=&514& data-rawheight=&359& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&514& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-97aef4335c3cae_r.png&&&/figure&&p&&/p&
声明：本文转自微信公众号“研之成理”（ID：rationalscience），欢迎关注和扩散！先简单介绍下红外的基本知识：1. 什么是光谱技术？有哪些分类，红外属于哪一类？光谱分析是一种根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成，结构或者相对含量的方法。按照…
&p&&i&*多图预警&/i&&/p&&p&啊，在化竞划了两年的水，正经的没学多少，这类的APP倒确实是攒了一堆2333，有的APP可能很多人都没见过，现在都放出来作为参考供各位娱乐和娱乐的时候用orz&/p&&p&*以下APP均为Android APP&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-d764aaeecf1bae24abb1ef_b.png& data-rawwidth=&1078& data-rawheight=&1171& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1078& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-d764aaeecf1bae24abb1ef_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&1. Lab Solvents&/p&&p&2. MolPrime&/p&&p&3. ChemSpider&/p&&p&4. Wolfram Alpha&/p&&p&5. 3D Sym Op&/p&&p&6. Reaction Flash&/p&&p&7. Mo-cubed&/p&&p&8. Chemistry By Design&/p&&p&9. ChemInform Acronyms&/p&&p&10. Merck PTE&/p&&p&11. WebMO&/p&&p&12. IMolview&/p&&p&13. Chemistry Dictionary&/p&&p&14. Crystal Viewer&/p&&p&15. Atomdroid&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&Lab Solvents、MolPrime和ChemSpider&/b&&/p&&p&这三款应用同是由RSC支持的工具，其内置的结构式编辑器可以通用。&/p&&p&&b&1. Lab Solvents&/b&&/p&&p&这是一款关于溶剂的应用，其中包含了几乎所有常见溶剂的英文名称、结构式、分子式、熔沸点、式量、CASRN序列号、对应化合物的ChemSpider链接等数据，还可通过自带的结构式绘制模块模糊搜索结构近似的溶剂。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-8e04369e5fef_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-8e04369e5fef_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-170e779abb_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-170e779abb_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&2. ChemSpider&/b&&/p&&p&啊…突然发现最高票回答已经写过iOS版的ChemSpider客户端了，这里就放几张Android版截图吧，用法和iOS几乎相同(其实并没用过iOS版的)&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-3c82f220e86b3d25ba66b7_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-3c82f220e86b3d25ba66b7_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-b51f76b93ec7_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-b51f76b93ec7_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&3. MolPrime&/b&&/p&&p&这是一个编辑、存储结构式的应用，来自以上两个应用的结构式都可以存储在这里.&/p&&p&最后放两张结构式编辑器的截图（首次安装会自带向导指导使用）&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-c1bcfdb22a_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-c1bcfdb22a_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-a20cb8d1_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-a20cb8d1_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&Wolfram Alpha&/b&&/p&&p&Wolfram Alpha可以说是一款几乎全能的搜索引擎，不仅限于化学，还可以用来解决数学物理等各种问题。鉴于本款应用知名度较高，在此不再赘述。&/p&&p&&b&3D Sym Op&/b&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-3ca0313dceb85eb8d0116ff_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-3ca0313dceb85eb8d0116ff_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&这是由新加坡国立大学开发的一款关于分子点群的教学应用，通过立体、可视的方式更加直观地展示各种点群所包含的对称元素，其中还设有自测功能，通过给出图片，十个选择题为一组的形式巩固对于对称元素和分子点群的记忆。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-eeb9b5e7ad_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-eeb9b5e7ad_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-5bf5515147dac2fb4588c_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-5bf5515147dac2fb4588c_r.png&&&/figure&&p&&b&Reaction Flash&/b&&/p&&p&这是由Reaxys发行的一款有机人名反应的应用，之前只有iOS版，现已经出现了Android版本，使用方式与iOS版几乎相同，可参照高票回答的介绍，恕不再赘述。&/p&&p&&b&Mo-cubed&/b&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-23aef1a97db_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-23aef1a97db_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1c82a177fa1_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1c82a177fa1_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&这是一款功能很强大的“计算化学”应用，在这个应用里，你可以通过结构式或直接绘制立体分子模型，然后上传至云端进行量子化学计算以得出优势构象、核磁共振氢谱、摊铺、质谱、红外吸收光谱图像以及分子轨道能级图等数据。不过精度大概不高，只可作为娱乐。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-d7ac47a0c51a_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-d7ac47a0c51a_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-0e690fdeb8e12bab3d8544_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-0e690fdeb8e12bab3d8544_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&PS:得出IR图像后，点击吸收峰，可以看到相对应的动态分子震动动画。还能以列表的形式精确地展现吸收峰的位置和强度。&/p&&p&&b&Chemistry By Design&/b&&/p&&p&这是一款包含了大量全合成路线的电子书，可以通过此应用学习有机全合成的相关知识，这款应用rlf已经介绍过了，在此不再赘述orz。&/p&&p&&b&ChemInform Acronyms&/b&&/p&&p&这款应用收录了大量的化学缩写，可以作为字典查阅。由于化学缩写实在种类繁多，这款应用并不能做到收录所有的词汇。哪位dalao有更好的应用求推荐orz&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-187e7e5ab_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-187e7e5ab_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&Merck PTE&/b&&/p&&p&这是一款元素周期表应用&/p&&p&其他答主已经给出了很完备的介绍在此不再赘述...orz&/p&&p&&b&WebMO&/b&&/p&&p&这也是一款“计算化学”应用，个人觉得不如上文的Mo-cubed功能强大，高票回答也已经介绍过了，不再赘述。&/p&&p&&b&iMolView&/b&&/p&&p&这款应用可以把平面的结构式转化为立体形式但并不一定能展现分子的真实形态。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-e0b1c95b59e10e187fd709a75912db03_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-e0b1c95b59e10e187fd709a75912db03_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-305a2b17eee56f5eff6650_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-305a2b17eee56f5eff6650_r.png&&&/figure&&p&Chemistry Dictionary&/p&&p&这也是一款化学词典，不过与上文的ChemInform Acronyms不同，这款词典收录的主要是化学专业术语，收录词汇并不是很全。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-6ee5e0a1b34b42ad4dc0d_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-6ee5e0a1b34b42ad4dc0d_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&Crystal Viewer&/b&&/p&&p&这是由伯明翰大学开发的一款可视化晶体结构教学应用，在这里，可以选择晶胞形式、晶胞参数、以及结构基元而合成一个立体的晶体结构图，可以拖拽模型从多个角度地观察，便于给初学者形成一个准确而具体的印象。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-4acf6cea9ef7_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-4acf6cea9ef7_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-040fcec5a5f4f_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-040fcec5a5f4f_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-182fb441d73583bcbf00bcff59c90c5a_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-182fb441d73583bcbf00bcff59c90c5a_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-5beafae8d31_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-5beafae8d31_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&Atomdroid&/b&&/p&&p&这也是一款“计算化学”应用，不同于以上WebMO、Mo-cubed两款应用，这款应用完全于本地运行，具有蒙特卡洛等多种模拟算法，较前两种更加接近“计算化学”的范畴（然而貌似仍然没太多实用用途…）&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-35c05f2b5ff41_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-35c05f2b5ff41_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-f0fe644b453fe17ad32561_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-f0fe644b453fe17ad32561_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-86a854fe30c490cd59a3d3_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-86a854fe30c490cd59a3d3_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&&i&以上所有应用都能在Google Play中下载。&/i&&/b&&/p&&p&========================================================================&/p&&p&开学就不再学化学专业了orz很惭愧只做了些微小的贡献希望能给广大化学爱好者提供一些帮助orz&/p&&p&PS：知乎首答,求大神轻喷QWQ如果措辞、内容方面有所失误望不吝赐教，感激不尽。&/p&&p&========================================================================&/p&&p&更新&/p&&p&有朋友私信告诉我说下载不到…现在把15个应用的apk文件贴出来，需要的童鞋可以自取orz&/p&&p&链接: &a href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//pan.baidu.com/s/1pKPGVm7& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://&/span&&span class=&visible&&pan.baidu.com/s/1pKPGVm&/span&&span class=&invisible&&7&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a& 密码: q8fq&br&&/p&&p&（按照锑度的魔性这链接没准能活多长…如果出现链接失效或者安装包不可用等情况可以私信戳我orz）&/p&&p&所以童鞋们如果觉得有帮助的话点个赞可好qwq(?▽?) 蟹蟹各位dalao！&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ecc72ae8c6e2b5c6189c_b.jpg& data-rawwidth=&147& data-rawheight=&198& class=&content_image& width=&147&&&/figure&&/p&
*多图预警啊，在化竞划了两年的水，正经的没学多少，这类的APP倒确实是攒了一堆2333，有的APP可能很多人都没见过，现在都放出来作为参考供各位娱乐和娱乐的时候用orz*以下APP均为Android APP 1. Lab Solvents2. MolPrime3. ChemSpider4. Wolfram Alpha5. 3D…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-a5e66f05cdabfc_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&325& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-a5e66f05cdabfc_r.jpg&&&/figure&&p&首先，我们的前提条件是&b&不包括如病毒细菌等有生命的东西&/b&，其次呢，&b&不包括放射性的物品&/b&，举个例子，5g钚元素就可以凭借其放射性杀死世界上所有的人，再次，世界上有毒的物质有几百万种，这里只选几种最有名的。&/p&&h2&Number 10 氰化物&/h2&&p&其实如果要较真，氰化物连前50都进不了，但既然这里只讨论名气大的。&/p&&p&&b&毒性：一克可杀500人。&/b& &/p&&p&来源：到处都有，冶金，电镀，金矿。 纳粹德国大部分高官都用此自杀，大剂量可使人在几秒内死亡，号称闪电毒药，所以倍受欢迎。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-d37ec31e4b3ed814f91760_b.png& data-rawwidth=&93& data-rawheight=&190& class=&content_image& width=&93&&&/figure&&p&氰化物是指含有氰离子ＣＮ－，其中的碳原子和氮原子通过叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性，使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。&/p&&p&&br&&/p&&p&其毒性跟CN离子对重金属离子的超强络合能力有关。CN 主要跟细胞色素p450中的金属离子结合，从而使其失去在呼吸链中起到的传递电子能力，进而使中毒者死亡。&/p&&p&&br&&/p&&p&口服氢氰酸致死量为0.7~3.5mg/吸入的空气中氢氰酸浓度达0.5mg/L氰化物分析系统即可致死;口服氰化钠、氰化钾的致死量为1~2mg/kg。成人一次服用苦杏仁40~60粒、小儿10~20粒可发生中毒乃至死亡。未经处理的木薯致死量为150~300g。此外很多含氰化合物(如氰化钾、氰化钠和电镀、照相染料所用药物常含氰化物)都可引起&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/0299.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&急性中毒&/a&。&/p&&p&&br&&/p&&p&大剂量中毒常发生闪电式昏迷和死亡。摄入后几秒钟即发出尖叫声、发绀、全身痉挛，立即呼吸停止。小剂量中毒可以出现15~40分钟的中毒过程:口腔及咽喉麻木感、流涎、头痛、恶心、胸闷、呼吸加快加深、脉搏加快、心律不齐、瞳孔缩小、皮肤粘膜呈鲜红色、抽搐、昏迷，最后意识丧失。&/p&&h2&Number 9 毒鼠强&/h2&&p&&b&毒性：超过氰化物几倍。&/b& &/p&&p&来源：农村卖耗子药的。 可能很少人能想到这个东东居然这么毒，南京大毒杀事件后，全国已经禁止生产和销售。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-704ecc72be0d0d83b2233_b.png& data-rawwidth=&153& data-rawheight=&125& class=&content_image& width=&153&&&/figure&&p&四亚甲基二砜四胺（TETS），是一种无味、无臭、有剧毒的粉状物，俗名&毒鼠强&、&鼠没命&、&四二四&、&三步倒&、&闻到死&，其毒性极强，在杀鼠的方面上使用广泛。&/p&&p&&br&&/p&&p&
TETS作为一种神经毒素能引起致命性的抽搐，效果与印防己毒素相似，是最危险的杀鼠剂之一。TETS的毒性比氰化钾强100倍，它是可能比士的宁更强烈的痉挛剂。它是一种γ-氨基丁酸（GABA）的拮抗物，与神经元GABA受体形成不可逆转的结合，使氯通道和神经元丧失功能，且尚未有确认的解毒剂。人类的致命剂量被认为是7至10毫克。诊断中毒使用气相层析，而治疗主要是支持性质的，使用大剂量的苯二氮?类药物和吡哆醇。&/p&&p&&br&&/p&&p&TETS会遗留在被毒害的牲畜体内，而食用这些动物的肉有中毒的危机。哺乳动物口服的LD50（半数致死剂量）为0.10mg/kg。大鼠经口LD50为0.1～0.3mg/kg。小鼠经口MLD为0.2mg/kg；经皮下的MLD为0.1mg/kg。本品对中枢神经系统，尤其是脑干有兴奋作用，主要引起抽搐。本品对γ-氨基丁酸有拮抗作用，主要是由于阻断γ-氨基丁酸受体所致，此作用为可逆性的。&/p&&p&&br&&/p&&h2&Number 8 尼古丁&/h2&&p&&b&毒性：略强过毒鼠强。&/b&&/p&&p& 来源：香烟，据说把烟叶用化学试剂处理可以做出来。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-e72378fed_b.png& data-rawwidth=&197& data-rawheight=&132& class=&content_image& width=&197&&&/figure&&p&尼古丁(Nicotine)，俗名&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/4227.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&烟碱&/a&，是一种存在于茄科植物(茄属)中的&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/1566.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&生物碱&/a&，也是&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/8302.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&烟草&/a&的重要成分，还是N胆碱受体激动药的代表，对N1和N2受体及中枢神经系统均有作用，无临床应用价值。&/p&&p&尼古丁会使人上瘾或产生依赖性(最难戒除的毒瘾之一)，人们通常难以克制自己，重复使用尼古丁也增加心脏速度和升&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/0001.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&高血压&/a&并降低食欲。大剂量的尼古丁会引起呕吐以及恶心，严重时人会死亡。&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/8302.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&烟草&/a&中通常会含有尼古丁，这使许多吸烟者无法戒掉&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/5829.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&烟瘾&/a&。&/p&&h2&Number 7 相思子毒素&/h2&&p&红豆生南国’古诗里说的那个红豆又叫相思豆，里面含的毒素超级可怕，不仅毒性猛烈，中毒的人会全身内脏溃烂而死，比起闪电结束痛苦的氰化物，吃此物的死法很痛苦。 &b&毒性：1克能杀死1000余人。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&相思子毒素中毒后，通常要经数小时至数天的潜伏期才出现综合征。可表现为口腔灼烧感、吞咽困难、恶心、呕吐、血痢、腹部痉挛性疼痛、昏睡、定向障碍、惊厥、黏膜发绀、昏迷、循环衰竭、视网膜出血、血尿和少尿等症状。经静脉注射或皮下给药，临床症状与经消化道给药相似，但胃肠道症状较轻，而注射部位通常会发生严重的炎症。&/p&&h2&Number 6 眼镜王蛇毒&/h2&&p&把眼镜王蛇的毒牙卡在杯子边上，毒液就会流到杯子里，如果你嘴里没伤口的话，那个毒液可以喝下去，因为你的消化系统会把它分解掉，但前提条件是消化道绝对无伤口。 &/p&&p&&b&毒性：一克可杀15000人。&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-64dc8e6e8650f0adcc570d557a0e442a_b.png& data-rawwidth=&112& data-rawheight=&113& class=&content_image& width=&112&&&/figure&&p&眼镜王蛇的一咬可以迅速致命。它平均能注入200—500&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/2434.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&毫克&/a&的毒&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//p1.ssl.qhmsg.com/t011fc72e4aff2856c8.jpg& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&眼镜王蛇&/a&液，最大的毒液分泌量甚至能达7&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/2901.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&毫升&/a&。被咬者往往需要大量的抗毒&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/5727.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&血清&/a&来对抗蛇毒，阻止毒素进一步破坏身体机能。更有指眼镜王蛇一口所能注入的毒液能于3&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/2710.html& cl}
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美国科学家设想“绿化”火星并使其成为第二个地球：火星上造超级温室气体．美国宇航局（NASA）马里诺娃博士找到了一种比二氧化碳有效10 4 倍的“超级温室气体”全氟丙烷（C 3 F 8 ），并提出用其“温室化火星”使其成为第二个地球的计划．有关全氟丙烷的说法正确的是（ ）
A．分子中三个碳原子可能处于同一直线上
B．全氟丙烷的电子式为：
C．相同压强下，沸点：C 3 F 8 ＜C 3 H 8
D．全氟丙烷中及既有极性键又有非极性键
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A、全氟丙烷的结构相当于四氟甲烷中的氟原子被两个三氟甲基取代，四氟甲烷中的所有原子不在同一直线上，所有全氟丙烷中的三个碳原子不可能处于同一直线上，故A错误．B、漏写氟原子周围的孤对电子，故B错误．C、相同压强下，共价化合物中分子量越大，沸点越高，所有沸点：C 3 F 8 ＞C 3 H 8 ，故C错误．D、全氟丙烷中氟原子和碳原子之间存在极性共价键，碳原子和碳原子之间存在非极性共价键，故D正确．故选D．
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1、乙烯能发生取代反应吗,和卤素单质,如果不能,那么四氟乙烯这种东西是怎么来的?2、CH2＝CH—CH2Cl能发生消去反应吗,如果能,反应了,一个C上面连有两个碳碳双键,这种结构存在吗?
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你好!1、烯烃双键C上的H在高温下可以发生取代反应,但在高中阶段认为不发生取代,只发生双键的加成.四氟乙烯的制取方法有两种：（1）氯仿法CHCl3
CF2=CF2（2）ClF2CCF2Cl
【三氟化铝催化】2、可以消去.生成丙二烯.
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1.不可以。乙烯跟单质氟反应剧烈，不能取代，氟甚至能把C-C都弄断，其实也不用这么惊讶，毕竟O2也行- -。不过氯，溴就不太清楚了，只听说过丙烯在500度取代甲基上的氢，直接取代双键上的氢貌似不能。四氟乙烯是CHF2CF2Cl消去制取的，消去HCl，HF很难消去2.可以。生成丙二烯，不过这种分子不稳定，一部分会重排生成丙炔...
1、烯烃在高温条件下是可以发生取代的，低温条件下发生加成，大学里会学到2、一般情况是不能消去的，因为双键的π电子云与cl的电子发生共轭，此结构很稳定。
扫描下载二维码&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-ece2ce2c288d_b.jpg& data-rawwidth=&1440& data-rawheight=&1080& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1440& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-ece2ce2c288d_r.jpg&&&/figure&&p&&b&一、有机金属骨架&/b&&/p&
&p&金属有机骨架（Metal Organic Frameworks, MOFs）是金属离子或金属簇状化合物离子为配位中心，与有机配体自组装形成的一种具有三维网状结构的配位聚合物。它的孔隙率和比表面远远高于沸石和活性炭等传统多孔材料。&/p&
&p&&b&二、催化性MOFs&/b&&b&材料的结构特点&/b&&/p&
&p&&b&1. &/b&&b&高比表面及可调的孔径&/b&&/p&
&p&比表面积的大小和孔隙度是评定多孔材料的催化性能好坏的重要指标，通过改变金属中心和连接臂是改变MOFs 的比表面的主要途径。&/p&
&p&&b&2. &/b&&b&不饱和的金属位点及多样的官能团&/b&&/p&
&p&这是MOFs作为催化剂的关键。由于合成MOFs过程中，可以通过加热或真空处理去除DMF、乙醇及水等溶剂小分子，以生成配位不饱和的金属离子，并作为活性位点催化底物反应。另一方面，特殊官能团的存在也能使MOFs具有催化活性，它可以通过选择本身带有两种官能团的配体引进，也可以通过后合成修饰引进。例如引入羧基或氨基后，MOFs就具有酸或碱催化剂性能。&/p&
&p&&b&三、合成有催化活性MOFs&/b&&b&的方法&/b&&/p&
&p&&b&1. &/b&&b&直接合成法&/b&&/p&
&p&①直接合成具有配位不饱和金属离子作为活性位点的MOFs；&/p&
&p&②在合成过程中直接采用具有活性位点的有机配体；&/p&
&p&③在合成之时引入易去除的不稳定的小分子配体，在催化之前活化阶段就可以除去，产生配位不饱和的金属离子中心。&/p&
&p&&b&2. &/b&&b&后合成修饰法&/b&&/p&
&p&后合成修饰法（PSM）是指在合成MOFs材料之后，在不破坏MOFs原本的结构情况下进行化学改性，引入新官能团或金属离子，创建活性位点从而得到具有催化活性MOFs的方法。后合成修饰法又可分为基于共价作用和配位作用的两类修饰。共价作用的修饰通常与有机配体连接形成共价键引入官能团创立活性位；配位作用的修饰是与金属离子形成配位键从而引入新官能团或者是与有机配体形成配位键引入新的金属离子从而得到活性位点。后合成修饰法使某些官能团受直接合成条件限制无法引入的问题得以解决。&/p&
&p&&b&3. &/b&&b&物理浸渍法&/b&&/p&
&p&物理浸渍法和直接合成法以及后合成修饰法不同，引入活性位不受MOFs结构限制，直接浸渍于可溶并易热解的盐溶液中，再进行干燥和加氢还原等处理，从而制备出有催化功能的MOFs，但是此法得到的MOFs催化活性位点不明确。&/p&
&p&&b&四、MOFs&/b&&b&催化剂的分类&/b&&/p&
&p&&b&1. &/b&&b&以金属组分作为活性位点的MOFs&/b&&b&材料&/b&&/p&
&p&此类MOFs催化剂是以金属节点或离子簇作为活性位，其中可以是骨架中金属离子或离子簇配位不饱和形成活性位，也可以是后合成修饰连接在有机配体上的金属离子，前者既是结构组成又是催化位点，后者只作为活性位点。由于是金属组分催化，这类MOFs可以作为Lewis酸催化剂。&/p&
&p&在金属簇作为活性位点的分类里，MOFs结构中的金属簇可以看作是半导体量子点，其有机配体基于“无线效应”可以在光激发条件下活化这些量子点，从而使得MOFs可应用于光催化反应。&/p&
&p&&b&2. &/b&&b&以有机配体的官能团作为活性中心的MOFs&/b&&b&材料&/b&&/p&
&p&此类MOFs利用其中含有的官能团催化反应。官能团的接入也有直接合成法和后合成修饰法两类，但由于直接合成法中官能团易与金属离子配位亦或合成条件限制，通常采用后合成修饰法。这类MOFs通常含有氨基或氨基化合物有机配体，作碱性中心催化剂使用。&/p&
&p&&b&3. &/b&&b&以金属离子和有机官能团相互作用的活性位点的MOFs&/b&&b&材料&/b&&/p&
&p&&b&4. &/b&&b&以包覆或封装的具有催化活性的粒子作为活性位点的MOFs&/b&&b&材料&/b&&/p&
&p&此类材料MOFs 不作为催化组分，不参与催化反应，只是利用其多孔性作为封装活性粒子的空腔或者是负载活性客体的基体，为反应提供主体空间环境（纳米反应空穴）&/p&&p&&b&个人公众号：烟雨舟横&/b&&/p&&p&aHR0cDovL3dlaXhpbi5xcS5jb20vci95RHNyTS0zRVNxQTFyYmxROTI3YQ== (二维码自动识别)&/p&
一、有机金属骨架
金属有机骨架（Metal Organic Frameworks, MOFs）是金属离子或金属簇状化合物离子为配位中心，与有机配体自组装形成的一种具有三维网状结构的配位聚合物。它的孔隙率和比表面远远高于沸石和活性炭等传统多孔材料。
二、催化性MOFs材料…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-57e7add3dadba2f937a7025feb7dfed6_b.jpg& data-rawwidth=&1440& data-rawheight=&1080& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1440& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-57e7add3dadba2f937a7025feb7dfed6_r.jpg&&&/figure&&p&&strong&催化化学热点领域主要包括：&/strong&&br&&/p&&p&1. 金属催化的碳氢键活化与官能团化（Heck, Negishi, Suzuki等）&/p&&p&2. （过渡金属的）不对称转化（Sharpless等）&/p&&p&3. 系统催化：设计独立而不互相干扰的催化循环，从而完成若干平行连续的反应，例如三元催化体系&/p&&p&4. 协同催化：类似酶催化，即反应中涉及几种催化剂或一种多功能催化剂，且组分间相互作用而形成利于反应进行的复合活性中心的多组分催化&/p&&p&5. 贵金属催化剂用廉价金属取代&/p&&p&6. 催化的原位表征与机理研究：综合运用在线光谱技术（operando spectroscopy，即在反应中实时进行光谱测定）、稳态同位素瞬变动力学分析技术（Steady State Isotopic Transient Kinetic Analysis, SSITKA）、广延X射线吸收精细结构谱（Extended X-Ray Absorption FineStructure, EXAFS）、X射线吸收近边结构谱（X-ray Absorption Near Edge Structure Spectroscopy, XANES）、带压力条件下高分辨电镜等技术。&/p&&p&7. 新催化模式、活化机制的理解、新型高催化效率催化剂的开发&/p&&br&&p&&strong&铜催化的三氟甲基化反应&/strong&&/p&&p&1. 由于F的电负性最大，原子半径小，因此将三氟甲基引入有机物中可使极性、偶极矩、稳定性和亲脂性等性质显著提高。30-40%的农药和20-30%的药物中至少含有一个F原子&/p&&p&2. F原子与H原子大小相近，使得含F药物具有拟态效应：F取代3个H原子后不影响药物进入代谢体系的能力，同时大大增强稳定性与脂溶性，药效好，用量少，副作用小。&/p&&p&3. 染料三氟甲基化后，对光特别稳定，着色性、耐洗性改善，透明性显著提高。&/p&&p&4. 形成亲核试剂的关键是用金属催化形成CF3-（三氟甲基负离子），Cu与Pd的催化效果相当，多用前者做催化剂。此时三氟甲基负离子以CuCF3形式存在。&/p&&p&5. 三氟甲基亲电试剂分为两类：一类是高价I与三氟甲基结合形成的试剂（Togni试剂）；另一类是三氟甲基与O、S、Se形成的鎓盐。&/p&&p&6. CF3I（三氟甲基碘）在光照或加热条件下可解离生成CF3·（三氟甲基自由基），它可以与苯等芳环发生反应。Hg可以有效去除I·（碘自由基），因此向反应体系内加入Hg有利于CF3·生成并与底物充分反应，提高产率。&/p&&p&7. 进一步研究方向：大量生物活性物质仅含少氟基团（-CH2F、-CHF2、-CF2-、-SF5等），迫切需要制备新型氟化试剂以获得含有少氟基团的合成子；发展不对称形成C-F键（如-CFXY键）的方法，以合成含氟手性药物；改进生产工艺，使氟化反应无毒无污染。&/p&&p&&strong&可循环利用的磁性纳米催化剂&/strong&&/p&&p&1. 虽然催化剂在反应前后不发生任何变化，但在实际操作中很难回收利用，尤其是高压催化加氢、金属催化偶联反应、相转移催化反应等。但使用磁性纳米颗粒（magnetic nanoparticles, MNP）将有效改善这一缺陷。MNP表面催化活性位点和磁学性质使其保持高催化活性的同时易于回收，减少环境污染。&/p&&p&2. 用作催化剂载体的MNP常用制备方法简单、成本低廉，便于量产且磁响应性良好的金属氧化物制成，如硬磁性的Fe3O4、γ-Fe2O3、软磁性的α- Fe2O3及NiFe2O4等。制备方法分为物理法、湿化学法和化学气相法。湿化学法分为沉淀法、溶胶-凝胶（sol-gel）法、微乳液和反向微乳液法、水热法、多元醇还原法等；化学气相法分为化学气相沉积法（CVD）、化学气相凝聚法（CVC）、等离子蒸发法等。&/p&&p&3. 若无稳定剂存在下，大多数MNP将因磁偶极相互作用而团聚导致催化活性位点减少，比表面积下降，因此必须对MNP表面修饰改性形成包覆层。包覆层主要起保护核心、负载活性组分的作用。包覆层主要采用SiO2、Al2O3和石墨烯。其中负载二氧化硅更具优势，因其可在避免铁组分对后续活性成分不良影响的同时显著提高催化剂的抗高温性能。包覆SiO2首选操作简单，易于控制的溶胶-凝胶（sol-gel）法：以氨水为催化剂，催化四烷氧基硅烷水解聚合形成无定型的SiO2包覆在已经分散至醇-水混合体系的MNP表面。包覆后表面含有大量硅羟基，与硅烷偶联剂等功能化试剂反应后可负载不同活性中心以得到不同性质的催化剂。包覆Al2O3的好处在于Al2O3比表面积高，孔道结构丰富，热稳定性高，是石油化工领域需求量最大的催化剂载体。除此外还可包覆金属或金属氧化物，可由吸附至载体上的金属离子还原得到。紧密排列的石墨网状物化学惰性强，不可渗透，使得石墨烯成为理想包覆材料&/p&&p&4. 磁性纳米催化剂（MNC）大致分为依赖共价键制备的磁性小分子催化剂和依赖配位键、氢键等的有机金属磁性纳米催化剂。前者稳定，后者易受环境和外力的影响。磁性纳米催化剂可以负载无机分子、有机分子、高分子、碳纳米管（简称CNP）和石墨烯等不同物质，使其拥有特殊性质。硅烷偶联剂是有机-无机杂化物质间的“分子桥”，可连接两种性质完全不同的材料，在MNP的改性与催化应用中扮演重要角色；主要选择磷酸根、磺酸基和羧基等有机小分子通过静电相互作用与MNP连接；高分子中含有的官能团可与MNP表面发生物理化学作用进而连接，树枝状长链可在防止团聚的同时增加MNP在有机溶剂中的溶解度。为增强CNP与MNP之间作用力，常常引入功能化基团。但官能团会破坏CNP的机械和电子性质，同时引入的官能团在催化剂参与反应时遭到破坏的可能性很大。&/p&&p&5. N掺杂碳纳米管不需要进一步修饰即可增强CNP与MNP的作用力。由于Pd在N占据位点上良好的分散性与C纳米管上丰富的多孔结构，包含靶的氮掺杂碳纳米管（Pd/ N-CNPs）在Heck（赫克）、Suzuki（铃木）、Sonogashira（薗头）等金属催化偶联反应中表现出良好的催化活性，这说明CNP与Pd及磁性核之间存在强作用力，可以阻止金属脱落。&/p&&p&6. MNP表面包覆贵金属颗粒非常困难，一个有效的替代方法是构筑双金属核壳结构的磁性纳米催化剂。多巴胺（DA）可将具有催化活性的金属有效地负载在MNP上。DA提供的氨基（-NH2）是Pd的良好配体，有助于提高催化剂的稳定性和重复使用性能。除此之外，胺和硫醇也是相对牢靠的配体。&/p&&p&7. 进一步研究方向：开发可控催化活性的裸露磁性纳米催化剂；制备磁性光化学催化剂；制备可均匀分散于溶剂中的小颗粒（尤其是小于50nm）磁性纳米催化剂，进一步增大载体表面吸附能力使其催化活性与均相催化剂相当甚至更高。&/p&
催化化学热点领域主要包括： 1. 金属催化的碳氢键活化与官能团化（Heck, Negishi, Suzuki等）2. （过渡金属的）不对称转化（Sharpless等）3. 系统催化：设计独立而不互相干扰的催化循环，从而完成若干平行连续的反应，例如三元催化体系4. 协同催化：类似酶…
&p&sp3d 杂化轨道是由1个ns轨道、3个np轨道和1个nd轨道组合而成的，然后空间分布是下面这样的：&/p&&figure&&img data-rawheight=&321& src=&https://pic1.zhimg.com/v2-d07ae1986feaef9a7accfd00_b.jpg& data-rawwidth=&650& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&650& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-d07ae1986feaef9a7accfd00_r.jpg&&&/figure&&p&对于「为什么键角不等」？&/p&&p&前面几位已经答了，在三维空间中不存在正五面体（&a href=&https://www.zhihu.com/question//answer/& class=&internal&&Kaifu：怎样证明在三维空间里只能存在五种规则的多面体？&/a&），因此，不存在相邻键角相等的五个射线。&/p&&p&实际上，带相同电荷的轨道是相互排斥的，肯定存在一种整体势能最小的构型。这个应该是可以证明（我没做过），但我们可以从编程仿真的角度来看看。&/p&&p&我们在球面上随机生成五个初始点。&/p&&figure&&img data-rawheight=&593& src=&https://pic3.zhimg.com/v2-023bf4ecd731fad165ae_b.jpg& data-rawwidth=&1595& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1595& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-023bf4ecd731fad165ae_r.jpg&&&/figure&&p&我们让它们互相之间产生与距离平方成反比的排斥力。&/p&&p&然后让它迭代仿真。只要时间足够多，五个点会稳定在某个局部势能最低点：&/p&&figure&&img data-rawheight=&571& src=&https://pic3.zhimg.com/v2-ad49bbdaef5c_b.jpg& data-rawwidth=&1579& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1579& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-ad49bbdaef5c_r.jpg&&&/figure&&p&可以看到，&b&每次迭代的结果都是一个三角双锥&/b&。&/p&&p&下面是一个迭代过程的视频：&/p&&a class=&video-box& href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//www.zhihu.com/video/055104& target=&_blank& data-video-id=&& data-video-playable=&true& data-name=&& data-poster=&https://pic2.zhimg.com/80/v2-bd20e62ac1_b.jpg& data-lens-id=&055104&&
&img class=&thumbnail& src=&https://pic2.zhimg.com/80/v2-bd20e62ac1_b.jpg&&&span class=&content&&
&span class=&title&&&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
&span class=&url&&&span class=&z-ico-video&&&/span&https://www.zhihu.com/video/055104&/span&
sp3d 杂化轨道是由1个ns轨道、3个np轨道和1个nd轨道组合而成的，然后空间分布是下面这样的：对于「为什么键角不等」？前面几位已经答了，在三维空间中不存在正五面体（），因此，不存在相邻键角相等…
&p&撰文：哈囉鍾家偉
所属专栏：&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/rationalscience-catalysis& class=&internal&&研之成理催化俱乐部&/a&&/p&&p&&/p&&p&&b&前言：&/b&&/p&&p&&b&今天要跟大家分享的是JACS上面的一篇文章&/b&J. Am. Chem. Soc., ), ，文章题目为：Product Selectivity Controlled by Zeolite Crystals in Biomass Hydrogenation over a Palladium Catalyst。论文的第一作者为王成涛同学，共同通讯作者为肖丰收老师和王亮老师。肖丰收老师的大名这里就不多作介绍了。王亮老师前段时间刚获得第十六届国际催化大会的Young Scientist Prize, 感兴趣的朋友不妨关注下。&/p&&b&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1fc47b07fe74ad9b033f1_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&1116& data-rawheight=&283& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1116& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1fc47b07fe74ad9b033f1_r.jpg&&&/figure&&/b&&p&&br&&/p&&p&&b&背景：&/b&&/p&&p&&b&生物质催化转化为燃料及精细化学品具有重要的研究意义。通过纤维素、木质素进行催化裂解处理可得到糠醛、乙酰丙酸、苯酚等生物质基平台化学品。然而生物质基化学品通常具备较高含氧量，故需进一步进行选择性加氢处理（HDO，加氢脱氧）。过渡金属纳米粒子&/b&催化剂&b&广泛应用于生物质基平台化学品加氢反应，然而&/b&传统过渡金属&b&纳米粒子&/b&催化剂通常面临着&b&目标产物选择性低&/b&等问题。&b&例如，&/b&以糠醛为反应底物，除目标产物呋喃外，还会生成二氢呋喃、四氢呋喃、糠醇、四氢糠醛、四氢糠醇等系列副产物。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ecf6cc11d75c23cae113a0_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&513& data-rawheight=&293& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&513& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-ecf6cc11d75c23cae113a0_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&图1. 生物质基平台化合物糠醛加氢的反应路径&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&
日前，&/b&浙江大学肖丰收教授课题组&b&，通过无溶剂晶化法，将Pd纳米粒子封装于Silicalite-1沸石（S-1），制备得到核壳结构&/b&的&b&Pd@S-1&/b&催化剂，应用于生物质基平台化合物糠醛的选择性加氢反应，最优条件下，糠醛转化率达到91.3%，目标产物呋喃选择性高达98.7%。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&小编注：无溶剂无模板剂法合成分子筛&/b&是最近几年肖丰收老师课题组的研究重点之一，在此课题上他们已经取得了一系列的成果（如：J. Am. Chem. Soc. , ; J. Am. Chem. Soc. , ; Angew Chem. Int. Ed. 72-9175; Chem. Commun. 920-16923;J. Mater. Chem. A 093-14095 ），感兴趣的同学不妨去看看肖丰收老师的主页：&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.chem.zju.edu.cn/xiaofs/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&chem.zju.edu.cn/xiaofs/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-f5ffa860_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&202& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-f5ffa860_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&图2. 核壳结构的Pd@S-1催化剂在糠醛加氢反应的应用 &/p&&p&&br&&/p&&p&&b&材料合成策略：&/b&&/p&&p& 以聚乙烯吡咯烷酮为有机配体稳定Pd&b&纳米粒子&/b&，正硅酸乙酯TEOS为硅源，首先将Pd&b&纳米粒子封装于无定形SiO2，制备得到Pd@ SiO2。继而以四丙基氢氧化铵TPAOH为结构导向剂，使用无溶剂晶化法合成，将Pd纳米粒子封装于S-1沸石，制备得到核壳结构&/b&的Pd@S-1催化剂。 &/p&&p&&b&小编评述：科研中整体思维变得越来越重要。直接将Pd纳米颗粒负载到分子筛孔道里面是很难实现的，将Pd纳米颗粒作为原料直接加入到S-1的合成中也不是一种好的方式。但是将Pd@SiO2变成一个整体，然后再进行S-1的合成就可以解决这个问题。&/b&&/p&&p&&b&这种整体思维在解决很多科学问题时都有重要应用。例如我们之间分享的单原子催化剂，要想提高它的负载量，我们可以先将其变成单原子分散的前驱体（均相催化的设计概念），然后采用将这种前驱体采用一些多相催化剂的处理手段变成多相催化剂，在这个过程中，金属原子由于配体作用不会发生团聚，因此能够保持单原子特性。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-9e6ee4f4ef9ea4cddbef_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&244& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-9e6ee4f4ef9ea4cddbef_r.jpg&&&/figure&&p&图3.无溶剂晶化法合成核壳结构的Pd@S-1催化剂 &/p&&p&&br&&/p&&p&
透射电镜（TEM）表明，Pd@S-1为&b&核壳结构&/b&，&b&Pd纳米粒子封装于S-1沸石。&/b&相比之下，负载型催化剂Pd/S-1中Pd纳米粒子存在于&b&S-1沸石外表面。&/b& &/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-5c57a77c4adc7d9dab074cf_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&391& data-rawheight=&391& class=&content_image& width=&391&&&/figure&&p&图4. (A)、(B)Pd@S-1的TEM图；(C)、(D) Pd/S-1的TEM图 &/p&&p&&br&&/p&&p&&b&材料性能研究：&/b& &/p&&p&Pd/S-1在糠醛加氢反应中表现出很好的催化活性，但是目标产物呋喃的选择性不足15%，糠醛缩聚副产物选择性高（33.7-75.7%）。相比之下，对于Pd@S-1催化剂，&b&最优条件下，糠醛转化率可达91.3%，目标产物呋喃选择性高达98.7%&/b&。气相色谱（GC）热导检测器（TCD）检测产物中存在CO、CO、HCHO，表明Pd@S-1&b&选择性断裂糠醛环上的C-C键&/b&。此外，&b&微孔结构（0.55nm）的壳层S-1沸石有效抑制糠醛缩聚副产物的生成&/b&。对Pd@S-1进行HF酸后处理，部分脱除壳层&b&Silicalite-1沸石，&/b&呋喃的选择性明显下降，由此证明Pd@S-1中&b&壳层S-1沸石有效提高呋喃选择性。&/b&&/p&&p&&b&小编评述：&/b&催化材料的合成其实忌讳为了合成而合成，有些情况下刻意合成核壳结构或者合金结构其实是无意义的。如果要强调这种特殊的结构，一定要说明这种结构的用途。本文在这一点上就做得很好：&b&壳层S-1沸石有效提高呋喃选择性。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-416c6199dc_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&547& data-rawheight=&231& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&547& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-416c6199dc_r.jpg&&&/figure&&p&图5. (A) Pd@S-1的糠醛转化率（蓝绿色），呋喃选择性（灰色）；(B)Pd/S-1的糠醛转化率（灰色），呋喃选择性（蓝绿色） &/p&&p&&br&&/p&&p&&b&材料结构性能关系的研究：&/b& &/p&&p&首先，通过对预吸附于Pd@S-1的底物、产物进行脱附处理，傅里叶变换红外光谱FT-IR中呋喃环/四氢呋喃环中C-O键吸收峰（1227cm-1）强度减弱程度表明呋喃的脱附比例最高，糠醇的脱附比例最低。其次，程序升温脱附（TPD）中呋喃、糠醛、糠醇在Pd@S-1、&b&无定形SiO2&/b&的脱附温度表明，呋喃在Pd@S-1、&b&无定形SiO2&/b&的脱附温度差别最小，糠醇在Pd@S-1、&b&无定形SiO2&/b&的脱附温度差别最大。再者，密度泛函理论（DFT）计算可得，呋喃分子在Silicalite-1沸石的吸附能最低，糠醇分子的吸附能较高。FT-IR、TPD、DFT三者结合表明，&b&呋喃在壳层S-1沸石中扩散速度远快于糠醇&/b&。反应机理推断如下，&b&糠醛直接脱羰基可得目标产物呋喃，平行副反应糠醛直接加氢得到副产物糠醇，糠醇在壳层S-1沸石吸附作用极强，继续反应得到呋喃，呋喃以极快扩散速度扩散出壳层S-1沸石。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&小编评述：&/b&随着人们对合成以及催化反应本身的认识不断提高，高档次的论文已经不再满足于精美的材料或者优异的性能。一般而言，这些高水平的论文都要求人们对其具体机制作出解释：&b&如果是偏合成材料，就需要解释这个材料具体的形成过程是什么，有哪些关键性的条件在合成过程中起到了哪些重要作用&/b&；&b&如果是偏应用型的，那就要解释为什么这个材料具有优异的性能，材料的结构和性能之间有什么关系&/b&。具体到催化而言，一般大家都会研究&b&这个催化材料到底优化了吸附-表面反应-脱附中的哪一步？&/b&&/p&&p&&br&&/p&&b&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-4a706fbb31a7_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&613& data-rawheight=&353& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&613& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-4a706fbb31a7_r.jpg&&&/figure&&/b&&p&图6.（A）反应底物、产物在Pd@S-1的脱附比例；（B）反应底物、产物在S-1分子筛微孔的吸附能（备注：图6A中，文献原文将呋喃和四氢呋喃弄反了，这里标记出来更正一下）&/p&&p&&br&&/p&&p&核壳结构的Pd@S-1经烧炭再生后，其活性、选择性基本保持不变，归因于&b&壳层S-1可以有效抑制Pd NP的团聚&/b&。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-db2c8ad1c44ff657f7a71ea01aadfbf8_b.jpg& data-caption=&& data-rawwidth=&923& data-rawheight=&446& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&923& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-db2c8ad1c44ff657f7a71ea01aadfbf8_r.jpg&&&/figure&&p&图7. Pd@S-1的（a）糠醛转化率，（b）呋喃选择性 &/p&&p&&br&&/p&&p&本文首发于微信公众号（rationalscience），欢迎大家关注！&/p&&p&&/p&&p&&/p&&p&&/p&
撰文：哈囉鍾家偉 所属专栏：前言：今天要跟大家分享的是JACS上面的一篇文章J. Am. Chem. Soc., ), ，文章题目为：Product Selectivity Controlled by Zeolite Crystals in Biomass Hydrogenation over a Palladium…
&p&本文首发于微信公众号“研之成理”（ID：rationalscience），欢迎大家关注和扩散！&/p&&p&&br&&/p&&p&前言：作为结构研究的一种重要方法，XRD在催化材料和其他材料的研究中都具有非常重要的应用。本着温故知新的态度，研之成理刻意抽出几期来简单地梳理下XRD的一些基础知识，希望能够帮助大家更加全面地了解这一表征手段。（注：本次分享只讨论多晶衍射，单晶衍射后期会出独立的专题，敬请期待）&/p&&p&&br&&/p&&p&本次分享我们从实用开始，原理的分析放到后面，今天的内容很简单，简单聊聊XRD到底可以做什么？&/p&&p&&br&&/p&&p&1. XRD研究的是材料的体相还是表面相？&/p&&p&XRD采用单色X射线为衍射源，一般可以穿透固体，从而验证其内部结构，因此XRD给出的是材料的体相结构信息。 &/p&&p&&br&&/p&&p&2. XRD是定性分析手段还是定量分析手段？&/p&&p&XRD多以定性物相分析为主，但也可以进行定量分析。通过待测样品的X 射线衍射谱图与标准物质的X 射线衍射谱图进行对比,可以定性分析样品的物相组成;通过对样品衍射强度数据的分析计算,可以完成样品物相组成的定量分析.&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-b4b05f93753e26aed41dd6b0b278ae2c_b.jpg& data-rawwidth=&400& data-rawheight=&304& class=&content_image& width=&400&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&3. XRD进行定性分析时可以得到哪些有用信息？&/p&&p&A. 根据XRD谱图信息，可以确定样品是&b&无定型还是晶体&/b&：无定型样品为大包峰，没有精细谱峰结构；晶体则有丰富的谱线特征。把样品中最强峰的强度和标准物质的进行对比，可以定性知道样品的结晶度。&/p&&p&B. 通过与标准谱图进行对比，可以知道所测样品&b&由哪些物相组成&/b&（XRD最主要的用途之一）。基本原理：晶态物质组成元素或基团如果不相同或其结构有差异,它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度以及衍射峰形上会显现出差异（基于布拉格方程，后面会详细解析）。&/p&&p&C. 通过实测样品和标准谱图2θ值的差别，可以定性分析晶胞是否膨胀或者收缩的问题，因为XRD的峰位置可以确定晶胞的大小和形状。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-f32b0aa1fd5aaa_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&587& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-f32b0aa1fd5aaa_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&4. XRD可以用于定量分析哪些内容？ &/p&&p&A. 样品的&b&平均晶粒尺寸&/b&，基本原理：当 X 射线入射到小晶体时，其衍射线条将变得弥散而宽化，晶体的晶粒越小， x 射线衍射谱带的宽化程度就越大。因此晶粒尺寸与XRD谱图半峰宽之间存在一定的关系, 即谢乐公式（Scherrerequation），下期会详细分析其原理与注意事项。&/p&&p&&br&&/p&&p&对于对于负载型催化剂表面的金属颗粒，其颗粒大小 &i&d&/i&（单位 nm）与其分散度 &i&D&/i& 之间可以简单地换算：&i&d&/i& ≈ 0.9/&i&D&/i& (注：0.9这个常数是经验值) 。&/p&&p&&br&&/p&&p&B. 样品的&b&相对结晶度&/b&：一般将最强衍射峰积分所得的面积（As）当作计算结晶度的指标，与标准物质积分所得面积(Ag)进行比较，结晶度=As/Ag*100%。&/p&&p&&br&&/p&&p&C. &b&物相含量的定量分析&/b&：主要有K值法也叫RIR方法和Rietveld全谱精修定量等。其中，RIR法的基本原理为1:1混合的某物质与刚玉(Al2O3),其最强衍射峰的积分强度会有一个比值，该比值为RIR值。通过将该物质的积分强度/RIR 值总是可以换算成Al2O3的积分强度。对于一个混合物而言，物质中所有组分都按这种方法进行换算，最后可以通过归一法得到某一特定组分的百分含量。&/p&&p&&br&&/p&&p&D. XRD还可以用于点阵常数的精密计算，残余应力计算等（黄继武老师主编的《多晶材料X射线衍射：实验原理、方法与应用》）&/p&&p&&br&&/p&&p&5. 推荐参考书籍及分析软件&/p&&p&参考书籍：李树棠等主编《晶体X衍射学基础》；黄继武等主编《多晶材料X射线衍射：实验原理、方法与应用》；辛勤等主编《现代催化研究方法》等&/p&&p&&br&&/p&&p&分析软件：Jade 5.0或者6.5 &/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-efcc3d473f56aba508697_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&441& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-efcc3d473f56aba508697_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&6. XRD晶体数据库&/p&&p&无机晶体结构数据库（ICSD）：&a href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//icsd.fiz-karlsruhe.de/search/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://&/span&&span class=&visible&&icsd.fiz-karlsruhe.de/s&/span&&span class=&invisible&&earch/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&国际衍射数据中心（ICDD）: &a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.icdd.com/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&icdd.com/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&剑桥晶体数据中心(CCDC): &a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.ccdc.cam.ac.uk/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&ccdc.cam.ac.uk/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&——————————————————————————————————————————&/p&&p&接下来，紧接上面的内容，将XRD的原理以及最基本的应用分享给大家，希望能够对大家有所帮助。&/p&&p&1.XRD的基本原理&/p&&p&当一束单色 X射线照射到晶体上时，晶体中原子周围的电子受X 射线周期变化的电
场作用而振动，从而使每个电子都变为发射球面电磁波的次生波源。所发射球面波的频率与入射的 X 射线相一致。&b&基于晶体结构的周期性&/b&，晶体中各个原子（原子上的电子）的散射波可相互干涉而叠加，称之为相干散射或衍射。X射线在晶体中的衍射现象，实质上是大量原子散射波相互干涉的结果。每种晶体所产生的衍射花样都反映出晶体内部的原子分布规律。&/p&&p&&br&&/p&&p&根据上述原理，某晶体的衍射花样的特征最主要的是两个：1) &b&衍射线在空间的分布规律&/b&；2) &b&衍射线束的强度&/b&。其中，衍射线的分布规律由&b&晶胞大小，形状和位向&/b&决定，衍射线强度则取决于&b&原子的品种和它们在晶胞的位置&/b&。&b&因此，不同晶体具备不同的衍射图谱。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&2.布拉格方程&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-15bdbd738edf6ef4a3663d_b.jpg& data-rawwidth=&1280& data-rawheight=&314& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1280& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-15bdbd738edf6ef4a3663d_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&布拉格方程所反映的是&b&衍射线方向与晶体结构之间的关系&/b&。对于某一特定晶体而言，只有满足布拉格方程的入射线角度才能够产生干涉增强，才会表现出衍射条纹。这是XRD谱图的根本意义。&/p&&p&&br&&/p&&p&备注：对于不同晶系，晶面间距d与晶胞参数（a, b, c, α, β, γ）之间存在确定的对应关系，通过XRD谱图知道θ和hkl之后，可以通过布拉格方程等推算出晶胞参数（本期暂时不讲，后面会详细说明）。&/p&&p&&br&&/p&&p&3. Scherrer公式&/p&&p&基本原理：&b&当X&/b& &b&射线入射到小晶体时，其衍射线条将变得弥散而宽化，晶体的晶粒越小，&/b& &b&X射线衍射谱带的宽化程度就越大。&/b&Sherrer公式描述的就是晶粒尺寸与衍射峰半峰宽之间的关系。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-9ad5ed47ae2f031aa2c93d6ce7f1a0db_b.jpg& data-rawwidth=&946& data-rawheight=&383& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&946& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-9ad5ed47ae2f031aa2c93d6ce7f1a0db_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&4. XRD物相分析&/p&&p&基本原理：&b&每一种晶体物质和它的衍射花样都是一一对应的&/b&，不可能有两种晶体给出完全相同的衍射花样。&/p&&p&&br&&/p&&p&随着XRD标准数据库的日益完善，XRD物相分析变得越来越简单，目前最常见的操作方式是将样品的XRD谱图与标准谱图进行对比来确定样品的物相组成。XRD标准数据库包括JCPDS（即PDF卡片）,ICSD，CCDC等，分析XRD谱图的软件包括Jade，Xpert Highscore等，这里推荐使用&b&Jade。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&在Jade软件中，专门有一个功能叫Identify。里面的&b&Search/Match&/b&功能可以将样品的衍射图样与标准谱图进行对比，给出与所测样品相吻合的标准谱图信息。下图所示，是TiO2样品XRD谱图在Jade软件中的Search/Match操作。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-043d91cfc5eb0edc57fee617_b.jpg& data-rawwidth=&1436& data-rawheight=&759& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1436& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-043d91cfc5eb0edc57fee617_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&如上图所示，在Jade的Search/Match功能中会给出&b&标准谱图的衍射条纹，物相名称，化学式，匹配程度（FOM），PDF卡片编号，点群，晶胞参数，ICSD编号等。&/b&&/p&&p&&b&其中，FOM为匹配率的倒数，值越小，匹配越好。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&双击选中的标准物质卡片，会弹出来标准物质详细的references和衍射数据值，如下图所示，该数据可以导出使用。图中所示比较重要的数据包括&b&晶面间距d, 晶面指数hkl以及标准谱图衍射峰位置和相对强度等&/b&。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-9c82fec63c0559afb1fddbfe_b.jpg& data-rawwidth=&1280& data-rawheight=&407& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1280& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-9c82fec63c0559afb1fddbfe_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&5. 如何在Jade中采用Sherrer公式计算晶粒尺寸？&/p&&p&Jade软件中直接集成了采用半峰宽来计算样品的晶粒尺寸这一功能，比较方便。要想使用该功能，首先必须在Edit--&Preferences--&Report里面勾上，Estimate Crystallite Size from FWHM Values.如下图所示：&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-ab1c1746482_b.jpg& data-rawwidth=&1280& data-rawheight=&799& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1280& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-ab1c1746482_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&勾上之后就可以很方便的进行粒径分析了，如下图所示，采用EditToolbar中的积分按钮，在主峰下拉取基线，会自动弹出窗口，里面包含晶粒尺寸信息。注意，这里算出来的是平均尺寸，且使用范围为3-200 nm.&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-bf6b00eadbd_b.jpg& data-rawwidth=&1416& data-rawheight=&821& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1416& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-bf6b00eadbd_r.jpg&&&/figure&&p&———————————————————————————————————————————&/p&&p&先写这么多，有时间继续补充&/p&&p&&/p&
本文首发于微信公众号“研之成理”（ID：rationalscience），欢迎大家关注和扩散！ 前言：作为结构研究的一种重要方法，XRD在催化材料和其他材料的研究中都具有非常重要的应用。本着温故知新的态度，研之成理刻意抽出几期来简单地梳理下XRD的一些基础知识，…
&p&声明：本文转自微信公众号“研之成理”（ID：rationalscience），欢迎关注和扩散！&/p&&p&先简单介绍下红外的基本知识：&/p&&p&&b&1. 什么是光谱技术？有哪些分类，红外属于哪一类？&/b&&/p&&p&光谱分析是一种根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成，结构或者相对含量的方法。按照分析原理，光谱技术主要分为&b&吸收光谱，发射光谱和散射光谱&/b&三种；按照被测位置的形态来分类，光谱技术主要有&b&原子光谱和分子光谱&/b&两种。红外光谱属于分子光谱，有红外发射和红外吸收光谱两种，常用的一般为红外吸收光谱。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-789ba91d1b1b1ed1e1bf9b0_b.jpg& data-rawwidth=&468& data-rawheight=&250& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&468& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-789ba91d1b1b1ed1e1bf9b0_r.jpg&&&/figure&&p&&b&2. 红外吸收光谱的基本原理是什么？&/b&&/p&&p&分子运动有平动，转动，振动和电子运动四种，其中后三种为量子运动。分子从较低的能级E1，吸收一个能量为hv的光子，可以跃迁到较高的能级E2,整个运动过程满足能量守恒定律E2-E1=hv。&b&能级之间相差越小，分子所吸收的光的频率越低，波长越长。&/b&&/p&&p&红外吸收光谱是由&b&分子振动和转动跃迁&/b&所引起的, 组成化学键或官能团的原子处于不断振动(或转动)的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当。所以，用红外光照射分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。&/p&&p&红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。&/p&&p&分子的转动能级差比较小，所吸收的光频率低，波长很长，所以分子的纯转动能谱出现在&b&远红外区（&/b&25~300 μm&b&）&/b&。振动能级差比转动能级差要大很多，分子振动能级跃迁所吸收的光频率要高一些，分子的纯振动能谱一般出现在&b&中红外区（&/b&2.5~25 μm&b&）&/b&。（&i&注：分子的电子能级跃迁所吸收的光在可见以及紫外区，属于紫外可见吸收光谱的范畴&/i&）&/p&&p&值得注意的是，&b&只有当振动时，分子的偶极矩发生变化时，该振动才具有红外活性&/b&（注：如果振动时，分子的极化率发生变化，则该振动具有拉曼活性）&b&。&/b& &/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-679cce4c2e7d9f412dc85e_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&400& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-679cce4c2e7d9f412dc85e_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&3. 分子的主要振动类型&/b&&/p&&p&在中红外区，分子中的基团主要有两种振动模式，&b&伸缩振动和弯曲振动&/b&。伸缩振动指基团中的原子沿着价键方向来回运动（有对称和反对称两种），而弯曲振动指垂直于价键方向的运动（摇摆，扭曲，剪式等），如上图所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-9da02d9c2f5c2d140eaae397e055918e_b.jpg& data-rawwidth=&626& data-rawheight=&256& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&626& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-9da02d9c2f5c2d140eaae397e055918e_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&4. 红外光谱和红外谱图的分区&/b&&/p&&p&通常将红外光谱分为三个区域：近红外区(0.75~2.5 μm)、中红外区(2.5~25 μm)和远红外区(25~300 μm)。一般说来，近红外光谱是由分子的倍频、合频产生的；&b&中红外光谱属于分子的基频振动光谱&/b&；远红外光谱则属于分子的转动光谱和某些基团的振动光谱。（&i&注：由于绝大多数有机物和无机物的基频吸收带都出现在中红外区，因此中近红外光谱仪&/i&&/p&&p&&i&红外区是研究和应用最多的区域，积累的资料也最多，仪器技术最为成熟。通常所说的红外光谱即指&b&中红外光谱&/b&&/i&)&/p&&p&按吸收峰的来源，可以将中红外光谱图(2.5~25 μm)大体上分为&b&特征频率区&/b&（2.5~7.7 μm，即 cm-1）以及&b&指纹区&/b&（7.7~16.7μm,即 cm-1）两个区域。其中特征频率区中的吸收峰基本是由基团的伸缩振动产生，数目不是很多，但具有很强的特征性，因此在基团鉴定工作上很有价值，&b&主要用于鉴定官能团&/b&。如羰基，不论是在酮、酸、酯或酰胺等类化合物中，其伸缩振动总是在5.9μm左右出现一个强吸收峰，如谱图中5.9μm左右有一个强吸收峰，则大致可以断定分子中有羰基。&/p&&p&指纹区的情况不同，该区峰多而复杂，没有强的特征性，主要是由一些单键C-O、C-N和C-X(卤素原子)等的伸缩振动及C-H、O-H等含氢基团的弯曲振动以及C-C骨架振动产生。当分子结构稍有不同时，该区的吸收就有细微的差异。这种情况就像每个人都有不同的指纹一样，因而称为指纹区。&b&指纹区对于区别结构类似的化合物很有帮助&/b&。&/p&&p&下表所示为一些特征基团的振动频率，后面几期我们会结合实例进行具体分享。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-e90afdeb55cf71de29bb5c6d3fa2d8f9_b.jpg& data-rawwidth=&829& data-rawheight=&598& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&829& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-e90afdeb55cf71de29bb5c6d3fa2d8f9_r.jpg&&&/figure&&p&&b&5. 红外光谱是定性分析手段还是定量分析手段？有何应用？&/b& &/p&&p&红外吸收光谱主要用于定性分析分子中的官能团，也可以用于定量分析（较少使用，特别是多组分时定量分析存在困难）。红外光谱对样品的适用性相当广泛，固态、液态或气态样品都能应用，无机、有机、高分子化合物都可检测。&/p&&p&常见的，对于未知产物进行分析时，红外能够给出官能团信息，结合质谱，核磁，单晶衍射等其他手段有助于确认产物的结构（&i&应用最广泛&/i&）；在催化反应中，红外，特别是原位红外有着重要的作用，可以用于确定反应的中间产物，反应过程中催化剂表面物种的吸附反应情况等；通过特定物质的吸附还可以知道材料的性质，比如吡啶吸附红外可以测试材料的酸种类和酸量等，CO吸附的红外可以根据其出峰的情况判断材料上CO的吸附状态，进而知道催化剂中金属原子是否是以单原子形式存在等。&/p&&p&&b&6. 红外光谱的解析一般通过什么方法？有哪些重要的数据库？&/b&&/p&&p&光谱的解析一般首先通过特征频率确定主要官能团信息。单纯的红外光谱法鉴定物质通常采用比较法，即与标准物质对照和查阅标准谱的方法，但是该方法对于样品的要求较高并且依赖于谱图库的大小。如果在谱图库中无法检索到一致的谱图，则可以用人工解谱的方法进行分析，这就需要有大量的红外知识及经验积累。大多数化合物的红外谱图是复杂的，即便是有经验的专家，也不能保证从一张孤立的红外谱图上得到全部分子结构信息，如果需要确定分子结构信息，就要借助其他的分析测试手段，如核磁、质谱、紫外光谱等。&/p&&p&重要的红外谱图数据库主要有：&/p&&p&Sadtler红外光谱数据库：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.bio-rad.com/zh-cn/product/ir-spectral-databases& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&bio-rad.com/zh-cn/produ&/span&&span class=&invisible&&ct/ir-spectral-databases&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&日本NIMC有机物谱图库：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&sdbs.db.aist.go.jp/sdbs&/span&&span class=&invisible&&/cgi-bin/direct_frame_top.cgi&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&上海有机所红外谱图数据库：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//chemdb.sgst.cn/scdb/main/irs_introduce.asp& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&chemdb.sgst.cn/scdb/mai&/span&&span class=&invisible&&n/irs_introduce.asp&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&ChemExper化学品目录CDD：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.chemexper.com/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&chemexper.com/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&FTIRsearch：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//www.ftirsearch.com/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&ftirsearch.com/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&NIST Chemistry WebBook：&a href=&//link.zhihu.com/?target=http%3A//webbook.nist.gov/chemistry& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&webbook.nist.gov/chemis&/span&&span class=&invisible&&try&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&p&1. 影响振动频率的因素 &/p&&p&在正式讨论特征基团的振动频率之前，先简单了解下影响振动频率的主要因素，这对于确认特征基团的归属有重要的帮助。&/p&&p&影响红外振动频率的因素可以分为内部因素和外在条件两种，其中外在条件主要指样品的物态（气，液，固），溶剂种类，测试温度，测试仪器等。内部因素主要是分子结构方面的影响， 包括&b&诱导效应，共轭效应，空间效应，氢键作用&/b&等。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&诱导效应：&/b&基团附近有不同电负性的取代基时，由于诱导效应引起分子中电子云分布的变化，从而引起键力常数的变化，使基团吸收频率变化。&/p&&p&&b&吸电子基使邻近基团吸收波数升高，给电子基则使邻近基团吸收波数下降。吸电子能力越强，升高的越多，给电子能力越强，下降越明显。&/b&&/p&&p&&b&举例：&/b&CH3CHO (1713), CH3COCH3 (1715), CH3COCl (1806).&/p&&p&Cl的吸电子能力&甲基&H，因此对于C=O的振动频率而言，酰氯&酮&醛&/p&&p&&b&注：&/b&1). 这种诱导效应的存在对于判别C=O的归属有很重要的意义，后面还会提到。&/p&&p&2). 诱导效应存在递减率：诱导效应是一种静电诱导作用，其作用随所经距离的增大而迅速减弱 &/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-bcdd5cb5c1a8b99ae772c3cad57da7aa_b.jpg& data-rawwidth=&656& data-rawheight=&206& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&656& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-bcdd5cb5c1a8b99ae772c3cad57da7aa_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&共轭效应：&/b&在共轭体系中由于原子间的相互影响而使体系内的π电子 （或p电子）分布发生变化的一种电子效应。共轭效应使共轭体系的电子云密度以及键长平均化，双键略有伸长，单键略有缩短。&/p&&p&主要的共轭体系包括π-π共轭和p-π共轭（σ-π超共轭等其他共轭形式影响相对较小）。&/p&&p&&b&基团与吸电子基共轭，振动频率增加；基团与给电子基团共轭，振动频率下降。&/b& &/p&&p&&b&注：&/b&共轭效应沿共轭体系传递不受距离的限制，因而可以显著地影响基团的振动频率。&/p&&p&&b&举例：&/b&CH3COCH3 (1715), CH3-CH=CH-COCH3 (1677), Ph-CO-Ph (1665).&/p&&p&C=O与双键形成π-π共轭，双键为给电子基团，因此C=O的振动频率下降；而当C=O与苯环形成共轭体系时，C=O的振动频率下降得更多。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&氢键：&/b&形成氢键（特别是分子内氢键）往往使吸收频率向低波数移动，吸收强度增加并变宽。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-b4c6ee95082ebecf4b118cee3321aa7e_b.jpg& data-rawwidth=&625& data-rawheight=&365& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&625& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-b4c6ee95082ebecf4b118cee3321aa7e_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&2. 常见基团的特征振动频率&/p&&p&各种基团在红外谱图的特定区域会出现对应的吸收带，其位置大致固定。常见基团的特征振动频率可以大致分为四个区域：&/p&&p&&b&A.
cm-1为X-H的伸缩振动区（O-H, N-H, C-H，S-H等）&/b& &/p&&p&&b&B. &/b& &b&cm-1为三键和累积双键伸缩振动区（C≡C,C≡N,C=C=C, N=C=S等）;&/b&&/p&&p&&b&C. &/b& &b&cm-1为双键的伸缩振动区（主要是C=C和C=O等）；&/b&&/p&&p&&b&D.
cm-1主要由弯曲振动，C-C, C-O，C-N单键的伸缩振动。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&具体而言：&/b&&/p&&p&&b&1. O-H (3650 ~
3200 cm-1): &/b&确定醇、酚、酸. 其中，自由的醇和酚振动频率为 cm-1(伯：3640，仲：3630，叔：3620，酚：3610. why? 考虑诱导和共轭效应), 存在分子间氢键时，振动频率向低波数移动，大致范围为 cm-1. 羧酸的吸收频率在3400 ~ 2500 cm-1（缔合）&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&2. N-H():&/b&胺和酰胺.&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&3. C-H ( cm-1):&/b& C-H的振动频率存在明显的分界线，3000 cm-1以上为不饱和C上的C-H，3000以下为饱和C上的C-H. 醛基C-H较为特殊，在 cm-1.&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ba0b9e13f550c88f8be50_b.jpg& data-rawwidth=&802& data-rawheight=&494& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&802& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-ba0b9e13f550c88f8be50_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&4. 不饱和键的伸缩振动吸收：非常有价值的一个区域&/b&&/p&&p&&b&三键和累积双键：&/b& cm-1.&/p&&p&&b&C=O双键&/b&（ cm-1）在很多化合物中都有出现，而根据诱导效应，可以明显看到差异：酸酐&酰氯&酮,酸&醛,酯&酰胺. (&i&思考：如果是羧酸盐，C=O应该在哪呢？&/i&)&/p&&p&&b&C=C双键&/b&中苯环由于存在共轭效应（，一般为多峰），其振动频率一般比烯烃（ cm-1）要低&/p&&p&注：&b&红外振动吸收峰的强度和键的极性相关，极性越强，强度越大&/b&。因此C=O的峰一般比C=C双键要大。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-6f7fbbe2c23a6b480c0b_b.jpg& data-rawwidth=&625& data-rawheight=&427& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&625& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-6f7fbbe2c23a6b480c0b_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&5. C-O伸缩振动（醇，酚，酸，酯，酸酐）：&/b& cm-1&/p&&p&这类振动产生的吸收带常常是该区中的最强峰。&/p&&p&醇的C—O在 cm-1；酚的C—O在 cm-1；醚的C—O在 cm-1（饱和醚常在1125 cm-1出现；芳香醚多靠近1250 cm-1）。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&6. C-H弯曲振动: &/b&&/p&&p&&b&烷基：&/b&-CH3( cm-1),-CH2-(1465 cm-1), -CH-(1340 cm-1)&/p&&p&&b&烯烃：&/b& cm-1&/p&&p&&b&芳烃：&/b&960-690 cm-1（不同取代基位置使得C-H弯曲振动峰位置不一样）&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-8dff283f33f4dfa464b246_b.png& data-rawwidth=&620& data-rawheight=&341& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&620& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-8dff283f33f4dfa464b246_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&备注：&/b&&/p&&p&1. 实际上，红外谱图解析中有很多小的细节可以用来区分类似结构的化合物，如果一一介绍会显得特别繁琐，这里略去，感兴趣的朋友可以自行在百度文库中寻找相关资料进行学习。&/p&&p&2. 本文所采用的图片大多来自百度文库，感谢前辈们的分享。&/p&&p&3. 本期主要介绍的基团都是有机基团，无机基团的相关特征峰将放到下一期。&/p&&p&-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&p&此前，我们曾对红外光谱的基本原理以及特征官能团的振动频率进行了介绍，但是，主要内容都是围绕有机物展开的。接下来主要介绍下一些常见无机官能团的红外振动频率，希望对大家有所帮助。由于本人知识有限，短期内也很难将参考资料搜集得很完整，如有纰漏，恳请方家指正，多谢！&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&1. 为什么无机物不经常做红外光谱？&/b&&/p&&p&
多数情况下，人们主要采用红外光谱来分析有机官能团，而采用红外对无机物进行分析就要少得多了，很多教材上也没有特别地讨论无机物的红外吸收。实际上，对于无机材料而言，采用XRD来定性分析要比红外光谱更加直接，而一些细节的分析采用拉曼光谱要更方便一些，因为拉曼光谱可以测量的范围更广（4000-40 cm-1），而很多无机物，特别是氧化物的谱峰信息都是在800 cm-1以下的这个范围。此外，拉曼制样简单，不受水等干扰，分辨率也高一些。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-65e222f0dc4d_b.png& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&196& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-65e222f0dc4d_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&备注：这里只是相对目前的研究而言哈，实际上早期人们对于无机物的红外谱图也进行了大量的研究，这里推荐感兴趣的朋友看看《无机和配位化合物的红外和拉曼光谱》一书，作者：中本一雄（黄德如 汪仁庆译）。书中从群论出发，对不同结构特征的无机化学物进行了非常全面的讨论（从双原子分子到四原子分子，八面体分子，X2Y10分子等）&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&2. 一般用红外光谱来分析无机物中的什么信息？&/b&&/p&&p&
红外光谱是分子振动光谱，所以万变不离其宗，红外光谱测试无机物和有机物是一样的，都是研究&b&在振动中伴随有偶极矩变化的基团&/b&。常见的所研究的无机物主要包括H2O, CO, 氧化物，无机盐中的阴离子，配位化合物等。&/p&&p&
对于无机盐而言，&b&阳离子类型不同会影响到其阴离子的振动频率&/b&。例如，对于无水碱性氢氧化物而言，OH-的伸缩振动频率都在 cm-1范围内。其中，KOH为3678 cm-1，NaOH在3637 cm-1, Mg(OH)2为3698 cm-1，Ca(OH)2为3644 cm-1。&/p&&p&
在实际应用中，无机物的红外光谱可以用来干什么呢？举个简单的离子，对于氧化物而言，其表面的结构羟基和许多应用都有密切关系（比如催化，生物医用等）。而这些表面羟基采用XRD肯定是定不出来的，这个时候采用红外进行表征就具有优势了，特别是原位红外，可以研究在不同温度下表面羟基的变化情况，进而跟其性能联系起来。&/p&&p&
另外，红外光谱和XRD相结合对于样品的定性分析也是非常有帮助的，因为XRD并不是万能的，有很多物质实际上是没有标准谱图的，而红外谱图能够提供一些结构上的佐证，对于确定物质组成是很有帮助的。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-bc8caa8dc4_b.jpg& data-rawwidth=&386& data-rawheight=&185& class=&content_image& width=&386&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&3. 常见无机物中阴离子在红外区的吸收频率如下表所示： &/b& &/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-0a7dac1a25a4fcb0d469d_b.jpg& data-rawwidth=&828& data-rawheight=&463& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&828& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-0a7dac1a25a4fcb0d469d_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-9497c86aefaee55cefcfbe095d738475_b.jpg& data-rawwidth=&849& data-rawheight=&584& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&849& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-9497c86aefaee55cefcfbe095d738475_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&
有图表的地方可以少说废话，如果大家对于常见阴离子的峰位置有什么不确定的话，可以看看上面这个表。如果想了解得更加全面，或者想从群论等理论的角度进行了解，还是推荐大家看《无机和配位化合物的红外和拉曼光谱》。
&/p&&p&&br&&/p&&p&4. 磷，硫相关的红外特征频率范围&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1ea11ef292bf721f8cbdec845e867425_b.png& data-rawwidth=&522& data-rawheight=&404& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&522& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1ea11ef292bf721f8cbdec845e867425_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-97aef4335c3cae_b.png& data-rawwidth=&514& data-rawheight=&359& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&514& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-97aef4335c3cae_r.png&&&/figure&&p&&/p&
声明：本文转自微信公众号“研之成理”（ID：rationalscience），欢迎关注和扩散！先简单介绍下红外的基本知识：1. 什么是光谱技术？有哪些分类，红外属于哪一类？光谱分析是一种根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成，结构或者相对含量的方法。按照…
&p&&i&*多图预警&/i&&/p&&p&啊，在化竞划了两年的水，正经的没学多少，这类的APP倒确实是攒了一堆2333，有的APP可能很多人都没见过，现在都放出来作为参考供各位娱乐和娱乐的时候用orz&/p&&p&*以下APP均为Android APP&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-d764aaeecf1bae24abb1ef_b.png& data-rawwidth=&1078& data-rawheight=&1171& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1078& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-d764aaeecf1bae24abb1ef_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&1. Lab Solvents&/p&&p&2. MolPrime&/p&&p&3. ChemSpider&/p&&p&4. Wolfram Alpha&/p&&p&5. 3D Sym Op&/p&&p&6. Reaction Flash&/p&&p&7. Mo-cubed&/p&&p&8. Chemistry By Design&/p&&p&9. ChemInform Acronyms&/p&&p&10. Merck PTE&/p&&p&11. WebMO&/p&&p&12. IMolview&/p&&p&13. Chemistry Dictionary&/p&&p&14. Crystal Viewer&/p&&p&15. Atomdroid&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&Lab Solvents、MolPrime和ChemSpider&/b&&/p&&p&这三款应用同是由RSC支持的工具，其内置的结构式编辑器可以通用。&/p&&p&&b&1. Lab Solvents&/b&&/p&&p&这是一款关于溶剂的应用，其中包含了几乎所有常见溶剂的英文名称、结构式、分子式、熔沸点、式量、CASRN序列号、对应化合物的ChemSpider链接等数据，还可通过自带的结构式绘制模块模糊搜索结构近似的溶剂。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-8e04369e5fef_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-8e04369e5fef_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-170e779abb_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-170e779abb_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&2. ChemSpider&/b&&/p&&p&啊…突然发现最高票回答已经写过iOS版的ChemSpider客户端了，这里就放几张Android版截图吧，用法和iOS几乎相同(其实并没用过iOS版的)&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-3c82f220e86b3d25ba66b7_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-3c82f220e86b3d25ba66b7_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-b51f76b93ec7_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-b51f76b93ec7_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&3. MolPrime&/b&&/p&&p&这是一个编辑、存储结构式的应用，来自以上两个应用的结构式都可以存储在这里.&/p&&p&最后放两张结构式编辑器的截图（首次安装会自带向导指导使用）&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-c1bcfdb22a_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-c1bcfdb22a_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-a20cb8d1_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-a20cb8d1_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&Wolfram Alpha&/b&&/p&&p&Wolfram Alpha可以说是一款几乎全能的搜索引擎，不仅限于化学，还可以用来解决数学物理等各种问题。鉴于本款应用知名度较高，在此不再赘述。&/p&&p&&b&3D Sym Op&/b&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-3ca0313dceb85eb8d0116ff_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-3ca0313dceb85eb8d0116ff_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&这是由新加坡国立大学开发的一款关于分子点群的教学应用，通过立体、可视的方式更加直观地展示各种点群所包含的对称元素，其中还设有自测功能，通过给出图片，十个选择题为一组的形式巩固对于对称元素和分子点群的记忆。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-eeb9b5e7ad_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-eeb9b5e7ad_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-5bf5515147dac2fb4588c_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-5bf5515147dac2fb4588c_r.png&&&/figure&&p&&b&Reaction Flash&/b&&/p&&p&这是由Reaxys发行的一款有机人名反应的应用，之前只有iOS版，现已经出现了Android版本，使用方式与iOS版几乎相同，可参照高票回答的介绍，恕不再赘述。&/p&&p&&b&Mo-cubed&/b&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-23aef1a97db_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-23aef1a97db_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-1c82a177fa1_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-1c82a177fa1_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&这是一款功能很强大的“计算化学”应用，在这个应用里，你可以通过结构式或直接绘制立体分子模型，然后上传至云端进行量子化学计算以得出优势构象、核磁共振氢谱、摊铺、质谱、红外吸收光谱图像以及分子轨道能级图等数据。不过精度大概不高，只可作为娱乐。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-d7ac47a0c51a_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-d7ac47a0c51a_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-0e690fdeb8e12bab3d8544_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-0e690fdeb8e12bab3d8544_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&PS:得出IR图像后，点击吸收峰，可以看到相对应的动态分子震动动画。还能以列表的形式精确地展现吸收峰的位置和强度。&/p&&p&&b&Chemistry By Design&/b&&/p&&p&这是一款包含了大量全合成路线的电子书，可以通过此应用学习有机全合成的相关知识，这款应用rlf已经介绍过了，在此不再赘述orz。&/p&&p&&b&ChemInform Acronyms&/b&&/p&&p&这款应用收录了大量的化学缩写，可以作为字典查阅。由于化学缩写实在种类繁多，这款应用并不能做到收录所有的词汇。哪位dalao有更好的应用求推荐orz&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-187e7e5ab_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-187e7e5ab_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&Merck PTE&/b&&/p&&p&这是一款元素周期表应用&/p&&p&其他答主已经给出了很完备的介绍在此不再赘述...orz&/p&&p&&b&WebMO&/b&&/p&&p&这也是一款“计算化学”应用，个人觉得不如上文的Mo-cubed功能强大，高票回答也已经介绍过了，不再赘述。&/p&&p&&b&iMolView&/b&&/p&&p&这款应用可以把平面的结构式转化为立体形式但并不一定能展现分子的真实形态。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-e0b1c95b59e10e187fd709a75912db03_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-e0b1c95b59e10e187fd709a75912db03_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-305a2b17eee56f5eff6650_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-305a2b17eee56f5eff6650_r.png&&&/figure&&p&Chemistry Dictionary&/p&&p&这也是一款化学词典，不过与上文的ChemInform Acronyms不同，这款词典收录的主要是化学专业术语，收录词汇并不是很全。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-6ee5e0a1b34b42ad4dc0d_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-6ee5e0a1b34b42ad4dc0d_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&Crystal Viewer&/b&&/p&&p&这是由伯明翰大学开发的一款可视化晶体结构教学应用，在这里，可以选择晶胞形式、晶胞参数、以及结构基元而合成一个立体的晶体结构图，可以拖拽模型从多个角度地观察，便于给初学者形成一个准确而具体的印象。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-4acf6cea9ef7_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-4acf6cea9ef7_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-040fcec5a5f4f_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-040fcec5a5f4f_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-182fb441d73583bcbf00bcff59c90c5a_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-182fb441d73583bcbf00bcff59c90c5a_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-5beafae8d31_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-5beafae8d31_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&b&Atomdroid&/b&&/p&&p&这也是一款“计算化学”应用，不同于以上WebMO、Mo-cubed两款应用，这款应用完全于本地运行，具有蒙特卡洛等多种模拟算法，较前两种更加接近“计算化学”的范畴（然而貌似仍然没太多实用用途…）&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-35c05f2b5ff41_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-35c05f2b5ff41_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-f0fe644b453fe17ad32561_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-f0fe644b453fe17ad32561_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-86a854fe30c490cd59a3d3_b.png& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&1920& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-86a854fe30c490cd59a3d3_r.png&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&&i&以上所有应用都能在Google Play中下载。&/i&&/b&&/p&&p&========================================================================&/p&&p&开学就不再学化学专业了orz很惭愧只做了些微小的贡献希望能给广大化学爱好者提供一些帮助orz&/p&&p&PS：知乎首答,求大神轻喷QWQ如果措辞、内容方面有所失误望不吝赐教，感激不尽。&/p&&p&========================================================================&/p&&p&更新&/p&&p&有朋友私信告诉我说下载不到…现在把15个应用的apk文件贴出来，需要的童鞋可以自取orz&/p&&p&链接: &a href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//pan.baidu.com/s/1pKPGVm7& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://&/span&&span class=&visible&&pan.baidu.com/s/1pKPGVm&/span&&span class=&invisible&&7&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a& 密码: q8fq&br&&/p&&p&（按照锑度的魔性这链接没准能活多长…如果出现链接失效或者安装包不可用等情况可以私信戳我orz）&/p&&p&所以童鞋们如果觉得有帮助的话点个赞可好qwq(?▽?) 蟹蟹各位dalao！&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ecc72ae8c6e2b5c6189c_b.jpg& data-rawwidth=&147& data-rawheight=&198& class=&content_image& width=&147&&&/figure&&/p&
*多图预警啊，在化竞划了两年的水，正经的没学多少，这类的APP倒确实是攒了一堆2333，有的APP可能很多人都没见过，现在都放出来作为参考供各位娱乐和娱乐的时候用orz*以下APP均为Android APP 1. Lab Solvents2. MolPrime3. ChemSpider4. Wolfram Alpha5. 3D…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-a5e66f05cdabfc_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&325& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-a5e66f05cdabfc_r.jpg&&&/figure&&p&首先，我们的前提条件是&b&不包括如病毒细菌等有生命的东西&/b&，其次呢，&b&不包括放射性的物品&/b&，举个例子，5g钚元素就可以凭借其放射性杀死世界上所有的人，再次，世界上有毒的物质有几百万种，这里只选几种最有名的。&/p&&h2&Number 10 氰化物&/h2&&p&其实如果要较真，氰化物连前50都进不了，但既然这里只讨论名气大的。&/p&&p&&b&毒性：一克可杀500人。&/b& &/p&&p&来源：到处都有，冶金，电镀，金矿。 纳粹德国大部分高官都用此自杀，大剂量可使人在几秒内死亡，号称闪电毒药，所以倍受欢迎。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-d37ec31e4b3ed814f91760_b.png& data-rawwidth=&93& data-rawheight=&190& class=&content_image& width=&93&&&/figure&&p&氰化物是指含有氰离子ＣＮ－，其中的碳原子和氮原子通过叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性，使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。&/p&&p&&br&&/p&&p&其毒性跟CN离子对重金属离子的超强络合能力有关。CN 主要跟细胞色素p450中的金属离子结合，从而使其失去在呼吸链中起到的传递电子能力，进而使中毒者死亡。&/p&&p&&br&&/p&&p&口服氢氰酸致死量为0.7~3.5mg/吸入的空气中氢氰酸浓度达0.5mg/L氰化物分析系统即可致死;口服氰化钠、氰化钾的致死量为1~2mg/kg。成人一次服用苦杏仁40~60粒、小儿10~20粒可发生中毒乃至死亡。未经处理的木薯致死量为150~300g。此外很多含氰化合物(如氰化钾、氰化钠和电镀、照相染料所用药物常含氰化物)都可引起&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/0299.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&急性中毒&/a&。&/p&&p&&br&&/p&&p&大剂量中毒常发生闪电式昏迷和死亡。摄入后几秒钟即发出尖叫声、发绀、全身痉挛，立即呼吸停止。小剂量中毒可以出现15~40分钟的中毒过程:口腔及咽喉麻木感、流涎、头痛、恶心、胸闷、呼吸加快加深、脉搏加快、心律不齐、瞳孔缩小、皮肤粘膜呈鲜红色、抽搐、昏迷，最后意识丧失。&/p&&h2&Number 9 毒鼠强&/h2&&p&&b&毒性：超过氰化物几倍。&/b& &/p&&p&来源：农村卖耗子药的。 可能很少人能想到这个东东居然这么毒，南京大毒杀事件后，全国已经禁止生产和销售。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-704ecc72be0d0d83b2233_b.png& data-rawwidth=&153& data-rawheight=&125& class=&content_image& width=&153&&&/figure&&p&四亚甲基二砜四胺（TETS），是一种无味、无臭、有剧毒的粉状物，俗名&毒鼠强&、&鼠没命&、&四二四&、&三步倒&、&闻到死&，其毒性极强，在杀鼠的方面上使用广泛。&/p&&p&&br&&/p&&p&
TETS作为一种神经毒素能引起致命性的抽搐，效果与印防己毒素相似，是最危险的杀鼠剂之一。TETS的毒性比氰化钾强100倍，它是可能比士的宁更强烈的痉挛剂。它是一种γ-氨基丁酸（GABA）的拮抗物，与神经元GABA受体形成不可逆转的结合，使氯通道和神经元丧失功能，且尚未有确认的解毒剂。人类的致命剂量被认为是7至10毫克。诊断中毒使用气相层析，而治疗主要是支持性质的，使用大剂量的苯二氮?类药物和吡哆醇。&/p&&p&&br&&/p&&p&TETS会遗留在被毒害的牲畜体内，而食用这些动物的肉有中毒的危机。哺乳动物口服的LD50（半数致死剂量）为0.10mg/kg。大鼠经口LD50为0.1～0.3mg/kg。小鼠经口MLD为0.2mg/kg；经皮下的MLD为0.1mg/kg。本品对中枢神经系统，尤其是脑干有兴奋作用，主要引起抽搐。本品对γ-氨基丁酸有拮抗作用，主要是由于阻断γ-氨基丁酸受体所致，此作用为可逆性的。&/p&&p&&br&&/p&&h2&Number 8 尼古丁&/h2&&p&&b&毒性：略强过毒鼠强。&/b&&/p&&p& 来源：香烟，据说把烟叶用化学试剂处理可以做出来。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-e72378fed_b.png& data-rawwidth=&197& data-rawheight=&132& class=&content_image& width=&197&&&/figure&&p&尼古丁(Nicotine)，俗名&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/4227.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&烟碱&/a&，是一种存在于茄科植物(茄属)中的&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/1566.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&生物碱&/a&，也是&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/8302.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&烟草&/a&的重要成分，还是N胆碱受体激动药的代表，对N1和N2受体及中枢神经系统均有作用，无临床应用价值。&/p&&p&尼古丁会使人上瘾或产生依赖性(最难戒除的毒瘾之一)，人们通常难以克制自己，重复使用尼古丁也增加心脏速度和升&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/0001.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&高血压&/a&并降低食欲。大剂量的尼古丁会引起呕吐以及恶心，严重时人会死亡。&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/8302.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&烟草&/a&中通常会含有尼古丁，这使许多吸烟者无法戒掉&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/5829.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&烟瘾&/a&。&/p&&h2&Number 7 相思子毒素&/h2&&p&红豆生南国’古诗里说的那个红豆又叫相思豆，里面含的毒素超级可怕，不仅毒性猛烈，中毒的人会全身内脏溃烂而死，比起闪电结束痛苦的氰化物，吃此物的死法很痛苦。 &b&毒性：1克能杀死1000余人。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&相思子毒素中毒后，通常要经数小时至数天的潜伏期才出现综合征。可表现为口腔灼烧感、吞咽困难、恶心、呕吐、血痢、腹部痉挛性疼痛、昏睡、定向障碍、惊厥、黏膜发绀、昏迷、循环衰竭、视网膜出血、血尿和少尿等症状。经静脉注射或皮下给药，临床症状与经消化道给药相似，但胃肠道症状较轻，而注射部位通常会发生严重的炎症。&/p&&h2&Number 6 眼镜王蛇毒&/h2&&p&把眼镜王蛇的毒牙卡在杯子边上，毒液就会流到杯子里，如果你嘴里没伤口的话，那个毒液可以喝下去，因为你的消化系统会把它分解掉，但前提条件是消化道绝对无伤口。 &/p&&p&&b&毒性：一克可杀15000人。&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-64dc8e6e8650f0adcc570d557a0e442a_b.png& data-rawwidth=&112& data-rawheight=&113& class=&content_image& width=&112&&&/figure&&p&眼镜王蛇的一咬可以迅速致命。它平均能注入200—500&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/2434.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&毫克&/a&的毒&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//p1.ssl.qhmsg.com/t011fc72e4aff2856c8.jpg& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&眼镜王蛇&/a&液，最大的毒液分泌量甚至能达7&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/2901.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&毫升&/a&。被咬者往往需要大量的抗毒&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/5727.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&血清&/a&来对抗蛇毒，阻止毒素进一步破坏身体机能。更有指眼镜王蛇一口所能注入的毒液能于3&a href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//baike.so.com/doc/2710.html& cl}
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