著名有机化学家有哪些

| 收藏本文 下载本文 作者:沈周

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著名有机化学家有哪些

篇1:著名有机化学家袁承业

著名有机化学家袁承业

一脉相承结缘化学

说起结缘化学,可谓一波三折。伴随着袁承业院士记忆闸门轻轻启开,我们有幸聆听到一段传奇经历。

这一切都与父亲有关。用袁承业自己的话:“父亲是一位潜心科研的老化学家,勤奋的学者,一生立志科技强国。我喜欢上化学,以及我后来的人生道路,父亲给我的影响很大。”

1924年农历八月十四日,一名男婴呱呱坠落于上虞小越镇一个知识分子的家庭。3年后,父亲毕业于南京金陵大学化学系,后来去美国留学,并获博士学位。1933年回国后,在南京卫生署麻醉药品处及军医学校药学系工作。他的名字叫“袁开基”,他为儿子取名叫“袁承业”。“子承父业”,这是父亲的初衷。

“因为父亲工作的原因,我2岁就离开家乡来到南京。”后来抗战开始,刚念完小学的袁承业随父亲迁到广州,后来又去桂林、贵阳、重庆和成都等地。

“抗战八年是我们一家人生活极不安定的时期。”袁承业回忆说,他曾念过七个中学及两个补习班。“但无论物质生活多么艰苦,父母亲总是千方百计保证我的学习。”他清晰地记得,在广州期间,住房遭日军轰炸而被迫迁到郊区。“但父母为了不耽搁我的学习,不惜高昂的学费,将我送进沙面(广州的租界)英国人办的学校读书。在重庆时,在英国安利英洋行供职的大伯父,建议父亲把我送到英国总行当练习生,减轻家庭的负担,但父母坚持要我在国内读完大学。”

受父亲的影响,袁承业自幼对化学充满兴趣。“但是父亲认为有机化学是一门实验课,而当时的大学并没有这个条件,因此并不支持我学化学。”在这种情况下,袁承业考取了当时很难考的经济系,可是一年学习后,他发现自己与经济学无缘。于是,在父亲的建议下,1944年袁承业考入国立药学专科学校。

“我遵循父亲教导,有机化学不能脱离实验,没有实验的有机化学是纸上谈兵。”虽然,当时学校的实验条件极差,没有自来水,没有电,更没有煤气,但袁承业还是想尽办法完成实验:用木炭炉加热,高位槽盛井水作冷凝管的循环水,认真完成实验报告。

“当时我还有个优越的条件,就是父亲当时供职的天原化工厂化工研究所有实验室,假期我就到他那里去做实验。”也就在那时,袁承业通过实验合成了一种新的杀虫剂DDT,化学的神奇让他从此无法释手。

造原子弹攻坚克难

这是一段激情燃烧的岁月。50年代中期,党中央和毛主席决定:“为了防御,中国也要搞原子弹。”搞原子弹,要攻克三大技术难关。

在党中央的统一部署下,中国科学院许多研究所投入攻关,上海有机所精兵强将也首先参与第一个难关的攻克。袁承业就是其中发挥过出色作用的一员。

制造原子弹的原料是铀-235,但是一般的天然铀能作为原子弹的成分只含千分之几。首先,要把铀从矿石中冶炼出来,下一步是最重要的也是难度最大的工作,就是通过氟化铀不断连续扩散,把氟化铀-235与挥发性差异微小的氟化铀238分离和浓缩出来。这是制造原子弹的头号难关。

核燃料萃取剂是用于从低品位天然铀、钍矿石中提取能级金属铀、钍的重要原料。萃取铀、钍是研制原子弹不可缺少的环节。1958年,中科院受二机部(第二机械工业部)委托,向上海有机所下达研制萃取剂的任务。有机所及时部署由袁承业研究员负责,组建以陆熙炎、徐元耀、叶伟贞、施莉兰等人为研究骨干、有60多名科技人员和技术工人参加的攻关队伍, 分几个小组多路探索几类萃取剂的研制。

从1959年开始,经过实验室研制和实验厂中试,于1963年就向二机部的有关单位提供产品。袁承业在叶伟贞的协助下,根据我国的原料特点,创制出新型的中性磷萃取剂P350和P311。尤其是P350,它的铀、钍分离系数比国外常用的萃取剂TBP高80倍,许多技术指标均高于TBP,被用于铀、钍分离。他研究的萃取剂不仅类型齐全,而且品种系列化,后来都实现了产业化生产,源源不断满足了核燃料生产的需要。为了使萃取剂的研制与使用有机地结合,袁承业和一帮研制人员还深入到厂矿现场,观察产品的使用情况。

“提取铀用的萃取剂的研究,在当时对国防建设起了关键作用,没有它就提取不出纯铀。研制成功这种特殊萃取剂的科技人员,是有机化学研究所的袁承业和他领导的小组。” 中国科学院原党组书记、副院长张劲夫同志在发表的《请历史记住他们——关于中国科学院与“两弹一星”》文章中这样评价。不但如此,当时二机部的领导钱三强对萃取剂在核燃料制备上的作用也给予很高评价。

袁承业因此获得国防科工委颁发的“献身国防事业”的奖章与奖状。,作为中国科学院40名代表之一,袁承业受到了党和国家领导人对研制“两弹一星”作出突出贡献的科技专家的接见。

滴水之恩涌泉相报

在袁承业的人生历程中,有许许多多精彩的 篇章,莫斯科之行就像人生的又一个新起点,让他在汲取知识养分的同时,找到了精神的榜样。

1951年9月,新中国派出第一批30名医学研究生赴原苏联留学,每人攻读一个专业,袁承业名列其中。留苏研究生送别会上周恩来总理的一番话至今响在耳畔,“你们安心去学习,三五年后回来,国家需要你们。”回忆当时的情景,袁承业满脸深情,正是这份殷殷寄语,一直鞭策着袁承业“为祖国的建设与强大多作贡献”。

“当时卫生部选派的医药专业的首批留苏学生是一个很特殊的队伍,除像我这样的青年学生外,还有久经沙场、参加过长征的红军干部,他们不但学习勤奋,而且态度和蔼可亲。”袁承业说,印象最深的是钱信忠、潘世征和涂通今三位同志。钱信忠学习保健组织、涂通今学习神经外科、潘世征学习普通外科。三年后,他们都获得了医学副博士学位。当原苏联人民得知这3位副博士是经历过二万五千里长征的中国工农红军老战士时,无不为之赞叹。媒体评论说:“钱信忠、涂通今、潘世征走上博士之路,标志着中国工农红军在向科学文化进军中经历了又一个二万五千里的新长征。”

“这些老大哥在生活上也特别照顾我们,我清晰地记得潘世征是我们党小组长,而钱信忠是党支部书记。星期天,我们经常在一起吃饭,潘世征同志的厨艺较好,常常由他掌厨,十来个人一大桌菜,吃到最后,总让我来‘总结’把剩菜都吃光……”

在老大哥们的影响下,袁承业加倍努力,并得到了原苏联著名教授舍米亚金的青睐。在论文答辩时,研究所特意请著名教授舍米亚金院士作为其论文主要评审人。1955年,袁承业以优异的成绩通过论文答辩,获科学副博士学位。1956年,舍米亚金院士应邀来华讲学,出于对袁承业的关心和爱护,还就袁承业的工作安排向当时的科学院院长郭沫若及化工部部长提出建议。

袁承业一生热爱的就是工作,一心想为国家多作贡献。“当了院士以后,可以不受退休年龄的限制,可以继续工作,带研究生。”在袁承业看来,这是当上院士后最令他欣慰的事。

6月,中组部组织一批院士专家踏上贵州考察之旅,81岁的袁承业欣然前往。“为地方发展出谋划策,义不容辞。”在贵州,81岁的袁承业院士每天不辞辛苦,上矿山、下车间,与干部职工座谈研讨,中午匆匆忙忙吃一口饭,顾不上休息,下午又继续到另一个企业考察指导。“我来就是要到厂矿多跑跑,多看看,尽我所学,多留一点东西在这里。”他质朴的话语让在场的人为之动容。

“饮水思源,祖国与人民培养我成为一个科技工作者,我理应为国家的建设和强大多作贡献。”多年来,袁承业这样要求自己,也这样教育他的学生。“你为什么来这里?如果为钱、为名的话就请走开,为科学就请进来。”这是袁承业为每一位投身其下的研究生出的第一道考题。迄今为止,他已培养出博士研究生15名,硕士研究生24名。

高考化学实验基础知识归纳

(一)仪器的使用

1.可以直接加热的仪器有试管、坩埚、蒸发皿。必须垫石棉网加热的有烧杯、烧瓶。加热试管时,先均匀预热后固定位置加热。

2.标明使用温度的仪器有容量瓶、量筒、滴定管。

3.“0”刻度在上边的仪器是滴定管,“0”刻度在中间的仪器是温度计,没有“0”刻度的仪器是量筒。托盘天平“0”刻度在刻度尺最左边(标尺中央是一道竖线,非零刻度)。

4.药品的称量:先在左、右托盘上各放一张大小、质量相等的纸(腐蚀性药品放在烧杯等玻璃容器中),再放药品称量;加热后的药品先冷却后称量。

5.选择仪器时要考虑仪器的量程和精确度。如量取3.0 mL液体用10 mL量筒;量取21.20 mL高锰酸钾溶液用25 mL的酸式滴定管;配置100 mL 15%的氢氧化钠溶液用200 mL烧杯。

6.使用前必须检查是否漏水的仪器有容量瓶、分液漏斗、滴定管。

7.试管上的油污可用热的氢氧化钠溶液洗涤,银镜用稀硝酸洗涤,久置高锰酸钾溶液的试剂瓶用热的浓盐酸洗涤,久置硫酸铁溶液的试剂瓶用稀盐酸洗涤等。用其他试剂洗过后都必须再用蒸馏水洗涤至既不聚集成水滴又不成股流下。

(二)物质分离操作

1.过滤(分离互不相溶的固体和液体)

一贴、二低、三紧靠。

2.蒸发(从溶液中提取固体溶质)

加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴外溅。当蒸发皿中出现较多的固体时,立即停止加热。

3.蒸馏(分离互溶且沸点不同的液体和液体)

隔网加热冷管倾,上缘下缘两相平。

需加瓷片防暴沸,热气冷水逆向行。

解释:(1)隔网加热冷管倾:意思是说加热蒸馏烧瓶时要垫石棉网(防止蒸馏烧瓶因受热不均匀而破裂),在安装冷凝管时要向下倾斜。

(2)上缘下缘两相平:意思是说温度计的水银球的上缘要恰好与蒸馏烧瓶支管接口的下缘在同一水平线上。

4.萃取、分液(分离互不相溶的液体和液体)

萃剂原液互不溶,质溶程度不相同。

充分振荡再静置,下放上倒记分明。

解释:萃剂原液互不溶,质溶程度不相同:“萃剂”指萃取剂;“质”指溶质。这两句的意思是说在萃取操作实验中,选萃取剂的原则是:萃取剂和溶液中的溶剂要互不相溶,溶质在萃取剂和原溶剂中的溶解度要不相同(在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度)。

(三)常见实验事故的处理

1.失火处理:酒精及有机物燃烧,小面积失火时,应迅速用湿布或沙土盖灭;钠、磷等着火时应用沙土盖灭。

2.浓硫酸、浓烧碱沾到皮肤上,均先用干布迅速拭去,再用大量水冲洗,然后分别涂上稀NaHCO3溶液、硼酸溶液。

3.眼睛被酸、碱灼伤,先用大量水冲洗,并不断眨眼,一定不能揉眼;然后酸用稀NaHCO3溶液淋洗、碱用硼酸溶液淋洗;最后用生理盐水清洗。

4.汞洒在地面上,先收集然后撒上硫粉进行处理。

(四)常考离子的检验

检验方法

离子

试剂

现象

注意

沉淀法

Cl-、Br-、I

AgNO3溶液和稀HNO3

白色AgCl沉淀、淡黄色AgBr沉淀、黄色AgI沉淀

SO42-

稀盐酸和BaCl2溶液

白色沉淀

须先用稀盐酸酸化

Al3+

NaOH溶液

白色沉淀→溶解

气体法

NH4

浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸

产生刺激性气味的气体,且使湿润的红色石蕊试纸变蓝

要加热

CO32-

稀盐酸和澄清石灰水

石灰水变浑浊

SO32-、HCO3、HSO3也有此现象

SO32-

稀硫酸和品红溶液

品红溶液褪色

显色法

I

氯水(少量),CCl4

下层为紫色

Fe2+

先加KSCN溶液,再滴氯水

先是无变化,滴氯水后溶液变血红色

Fe3+

KSCN溶液

溶液变血红色

Na+、K

铂丝和稀盐酸

火焰为黄色、紫色

K+要透过蓝色钴玻璃片观察

(五)常见气体制备的发生装置

装置类型

发生装置图

适用气体

注意事项

固体与固体,加热

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NH3、O2

①试管要干燥;

②试管口略低于试管底;

③加热时先均匀预热再固定加强热

固(或液)体与液体,加热

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Cl2

①烧瓶加热时要隔石棉网;

②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片

固(或液)体与液体,不加热

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H2、CO2、SO2、NO、NO2、O2、NH3

①使用分液漏斗既可以增强气密性,又可以控制生成气体的速率和量;

②使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面以下

(六)化学实验中的5个“标志”

1.仪器洗涤干净的标志是内壁附有均匀水膜,不挂水珠,也不成股流下。

2.中和滴定终点的标志是滴入最后一滴液体后溶液颜色发生突变且半分钟内保持不变。

3.容量瓶不漏水的标志是加入一定量的水,用食指按住瓶塞,倒立观察,然后将容量瓶正立,并将瓶塞旋转180°后塞紧,再倒立,均无液体渗出。

4.容量瓶、量筒、移液管、滴定管中液面达到刻度线的标志是平视时,视线、刻度线与液面凹面相齐。

5.天平平衡的标志是指针在分度盘的中央或指针左右摆动的幅度相等。

(七)20个重要的实验现象

1.镁条在空气中燃烧:发出耀眼的白光,有白色粉末生成。

2.硫在空气中燃烧:淡蓝色火焰;在氧气中燃烧:蓝紫色火焰。

3.铁丝在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体。

4.氢气在氯气中燃烧:安静的燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有大量白雾生成。

5.新制氯水呈黄绿色,光照有气泡生成,久置氯水呈无色。

6.新制氯水中加石蕊溶液:先变红色后褪色。

7.湿润的淀粉-KI试纸遇氯气:试纸变蓝。

8.氯气遇到湿润的有色布条:有色布条的颜色褪去。

9.溴(碘)水中加入四氯化碳:溶液分层,上层接近无色,下层接近橙(紫)色。

10.二氧化硫气体通入品红溶液:红色褪去,加热后又恢复原来的颜色。

11.钠在空气中燃烧:火焰呈黄色,生成淡黄色物质。

12.加热碳酸氢钠固体,并将产生的气体通入澄清石灰水:澄清石灰水变浑浊。

13.氨气与氯化氢相遇:有大量白烟产生。

14.加热(研磨)氯化铵与氢氧化钙的混合物:有刺激性气味的气体产生。

15.加热氯化铵:在试管口附近有白色晶体产生。

16.无色试剂瓶中长期放置浓硝酸:瓶中液面上部显红棕色,浓硝酸呈黄色。

17.铜片与浓硝酸反应:反应剧烈,有红棕色气体产生。

18.铜片与稀硝酸反应:试管下端产生无色气泡,气体上升逐渐变成红棕色。

19.向含Fe2+的溶液中加入氢氧化钠:有白色沉淀出现,立即转变为灰绿色,最后转变成红褐色沉淀。

20.向含Fe3+的溶液中加入KSCN溶液:溶液变血红色。

篇2:著名有机化学家蒋锡夔

著名有机化学家蒋锡夔

蒋锡夔院士1926年9月5日出生于上海,

1947年毕业于上海圣约翰大学,

1952年获美国西雅图华盛顿大学博士学位,之后在美国凯劳格公司任研究员。1955年冲破美国政府的阻挠回到祖国,先后在中国科学院化学研究所和上海有机化学研究所从事科研工作,

1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。

在美国工作期间,蒋锡夔发明了氟烯与三氧化硫反应合成磺内酯的新反应,至今仍被广泛应用于工业生产中。回国后至20世纪70年代末期,蒋锡夔主要致力于国防建设氟材料的研制工作,研制成功了一系列氟橡胶、氟塑料,为祖国的国防工业作出了重要贡献。20世纪80年代以来,他的研究工作主要集中在物理有机化学领域,尤其是在疏水—亲脂作用驱动的有机分子簇集、自卷以及解簇集现象和自由基化学中的取代基自旋离域参数的建立和应用方面,取得了杰出的成就,先后获得中国科学院自然科学奖一等奖两项(19、),国家自然科学奖一等奖一项,上海市科技功臣(20),中国化学会物理有机化学终身成就奖()等多项奖励和荣誉。

基础教育 中西合璧

1926年9月5日,蒋锡夔出生在上海。蒋家原来在南京城里是一个富裕的大家庭,自称“金陵蒋氏”。在晚清末年,蒋氏家族从南京迁往上海。他们在上海主要从事房地产业,并且一直经营到20世纪30年代,这是整个蒋氏家族事业最旺盛的时期。

出生在一个殷实富足的家庭里,蒋锡夔的童年过得无忧无虑。作为国学家、诗人的父亲蒋国榜一直以孔子思想和传统的道德观念来教育蒋锡夔,而曾经是一名非常出色的教育工作者的母亲冯乌孝女士则为儿子精心挑选了上海当时具有先进教育理念的特色学校。这些学校所开设的课程既保留了中国传统教育思想中最重要的部分,又引进了大量西方的科学文化知识。在兼有中西方两种教育理念的学校里培养成长起来的蒋锡夔犹如一只雏燕,正在为即将到来的展翅翱翔积聚能量。

1943年9月,蒋锡夔由圣约翰大学附中考入圣约翰大学化学系。青年时代的蒋锡夔充满了理想和抱负,逐渐树立起了自己的人生信念:一生追求“真、善、美”。 1947年夏,蒋锡夔被圣约翰大学授予特等荣誉学士学位,并留校做助教。1948年7月31日,蒋锡夔收到了美国华盛顿(西雅图)大学提供给他奖学金的信函。

1948年9月,经过两个多星期的海上航行,蒋锡夔终于抵达美国旧金山,又辗转到达西雅图。从此,开始了他在华盛顿大学化学系长达4年的博士研究生的学习生活。

在攻读博士研究生期间,蒋锡夔进入了化学系著名的物理有机化学家道本(Hyp J.Dauben,Jr.)教授的实验室,在道本教授的指导下开展博士论文的研究工作。当时,蒋锡夔的研究重点集中在二环辛四烯及其衍生物的合成与性质,主要研究这些化合物是否遵循“休克尔定律(Hückel’s Rule)”。

仅仅通过3年多的学习和研究工作,蒋锡夔就完成了他的博士论文。道本教授对蒋锡夔的这篇博士论文及其研究工作给予了高度评价,他曾经感慨地对一位美国学生说:“看看,一个中国学生竟可以写出如此优秀的论文!”

1952年,美国国会通过法案,禁止在美国学习理、工、农、医专业的中国留学生回国。无奈之下,蒋锡夔进入了一家大型跨国化工公司——凯劳格公司,开展三氟氯乙烯合成方法的改进工作。经过多次探索性实验,蒋锡夔等发明了在水中加入少量水溶性添加剂用来代替甲醇作为溶剂的方法。工业生产的成本降低了很多,同时减少了环境污染。凯劳格公司立即申请了美国专利。

1953年,应邀前来凯劳格公司作报告的著名有机氟化学家米勒(William T. Miller)教授提出,缺电性的全氟或多氟烯烃(如四氟乙烯)只能与亲核试剂反应。对此论断, 蒋锡夔表示怀疑。他认为,如果用一个缺电性更强的试剂进攻全氟或多氟烯烃,就有可能发生亲电加成反应。为了验证自己的设想,蒋锡夔详细地设计了实验方案并立即开始实验。当时,凯劳格公司没有四氟乙烯,蒋锡夔就用三氟氯乙烯与强亲电性的三氧化硫反应,很快就得到加成产物三氟氯乙烯磺内酯。这个实验结果与他在设计方案中预期的结果完全一致。蒋锡夔用实验证明了全氟和多氟烯烃与三氧化硫可以发生一种新的反应,从而得到稳定的新型化合物β-磺内酯。这是从反应机理的概念出发 “发明”一个反应的典型例子。因此,蒋锡夔成为凯劳格公司的“功臣”,他再一次获得了美国专利,并于1965年正式获得授权。这一反应至今仍被广泛应用于工业生产中,成为基础理论研究推动科学技术发展的一个典型例子。这一反应,后来被由豪本·韦尔(Houben Weyl)所著的著名权威性有机化学丛书《有机化学方法》(Methoden der Organischen Chemie)所收录。

自力更生 为国争光

1955年底,蒋锡夔和一批留美留学生一起,冲破美国政府的层层阻挠,终于回到了祖国。在中国科学院化学研究所有机化学研究室,蒋锡夔负责一个氟化学研究小组,主要开展有机氟的研究工作。

氟橡胶,作为“两弹一星”必不可少的新型材料,它比一般的橡胶材料更耐高温、耐低温,还具有抗化学腐蚀、高绝缘、难燃、耐候性好、低摩擦系数和不粘等优良性能。当时,氟橡胶是国防军工和国民经济建设中非常急需的特种材料,是美国及一些西方国家对中国采取第一禁运的物品。为了自行研制氟橡胶制品,蒋锡夔临危受命,成为新成立的氟橡胶课题组组长。该课题组的首要任务就是要合成出全氟丙稀和偏氟乙烯(1,2—二氟乙烯)作为单体,为后面的聚合提供原料来源。由于蒋锡夔已经积累了大量的有机反应机理知识和实践经验,因此他带领课题组分别确立了两条合成路线,还大胆地提出以其中的某一条路线作为重点加以试验。通过5个月的反复试验,他们合成出了单体原料——全氟丙烯和偏氟乙烯。紧接着,聚合反应的试验工作开始了。又经过6个月的艰苦努力,蒋锡夔课题组研制出了一块白色的氟橡胶样品。

接下来,更艰巨的任务就是如何把试管中的氟橡胶样品转变成真正的军工产品氟橡胶。从1959年7月起,中国最前沿的科研单位包括化学研究所、上海有机化学研究所、复旦大学等等,纷纷派遣科研人员与上海有机氟化工厂的生产技术人员一起,全力以赴在上海大搞技术攻关。在蒋锡夔和胡亚东等人的带领下,经过短短两个月的奋力拼搏,军工产品氟橡胶1号最终研制成功了。这一重大的科研成果,为中华人民共和国成立十周年献上了一份厚礼。

1963年7月,蒋锡夔与陈庆云(1993年当选为中国科学院院士)等氟橡胶课题组的一批科研骨干调入上海有机化学研究所工作,他们相继参与并研制出了四氟乙烯与六氟丙烯共聚的F46、四氟乙烯与乙烯共聚的FS40、四氟乙烯与偏氟乙烯和六氟丙烯共聚的F246等。这些新产品都是当时中国发展原子能工业以及研制导弹和火箭等所必需的原料,也是国防科工委相继给上海有机所下达的军工研发任务。在回国后的前中,蒋锡夔主要致力于3种氟橡胶的实验室阶段研究工作,并且取得了很大的成果,在国内具有较大的影响力。1966年,蒋锡夔获得了国家科委授予的发明证书。此外,他还致力于氟塑料的研究工作,其中的耐开裂氟塑料FS-46的研究成果获得了1979年国防科委颁发的二等奖。

经历磨炼 锻炼意志

1964年的秋末冬初,蒋锡夔被中国科学院上海分院派送到上海社会主义学院进行政治学习和思想改造。后来,作为“资产阶级反动学术权威”,蒋锡夔被列为重点清理对象,与有机所的一批老科学家一起被拘禁在实验大楼的地下室,进行隔离审查。在此期间,蒋锡夔受尽了精神和肉体的双重折磨。由于长时间被迫在脖子上挂着重物“接受改造”,他的颈椎受到了严重的伤害,导致他到了晚年行走越来越困难,最终失去了行走能力。

1970年底,蒋锡夔的父亲蒋国榜病重,在住院的那段日子里,蒋国榜把儿子叫到病床边,用断断续续的话语问道:“在‘’中你吃了那么多的苦,有没有后悔当初父母让你回国?”蒋锡夔心平气和地回答父亲说:“选择回到祖国,为祖国效力,没什么可后悔的。”听了儿子的这番话,父亲很是欣慰。不久,蒋锡夔的父亲安详地离开了人世。

在“”期间那段噩梦般的日子里,无论遭受何种折磨,蒋锡夔都坚决不承认那些强加在自己头上的莫须有的罪状。“粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。”正是由于蒋锡夔具有这样一份追求真理的执着信念,他才能够在逆境中坚持开展有机化学的基础理论研究工作。这一切,为他后来能够取得重大科研成果、成为国际上一流的物理有机化学家奠定了坚实的基础。

潜心科研 成果辉煌 蒋锡夔始终认为,基础理论研究要撇开应用的束缚。1978年,在经历了“十年浩劫”后,重返科研岗位的蒋锡夔在上海有机化学研究所成立了中国科学院第一个物理有机化学研究室,主要开展有机化学的基础理论研究工作。

1981年,蒋锡夔的研究生范伟强在做长链酯水解反应的实验过程中,观察到一个不符合有机化学一般规律的实验现象,为此,他们展开了深入的讨论。蒋锡夔敏锐地意识到隐藏在这一现象背后的是一片未知的研究领域,于是他要求范伟强进一步研究美国Emory 大学门格教授(F. Menger)所提出的“一些长链分子在水中有簇集现象”的问题。从此,课题组开辟了一个全新的研究课题:疏水亲脂相互作用造成的有机分子簇集和自卷。在以后几十年的研究工作中,蒋锡夔带领课题组的全体科研人员针对这一问题进行了深入细致的研究,并且取得了一系列重要的科研成果。疏水—亲脂作用驱动的有机分子簇集、自卷以及解簇集现象后来成为蒋锡夔等人在获得国家自然科学奖一等奖的重要成果之一。

早在化学研究所工作期间,蒋锡夔就对当时国际上争议较大的极性因素是否对氟烯烃自由基加成反应定位选择性问题颇为关注。多年来,他一直对自由基化学的研究具有浓厚的兴趣,并且对这一领域的问题有所思考。1981年,物理有机研究室已经具备了基本的研究条件,因此蒋锡夔开始与计国桢一起开展自由基领域的研究工作。当时,蒋锡夔的研究生于崇曦正在作三氟苯乙烯方面的研究。在实验中蒋锡夔他们发现,三氟苯乙烯可以高选择性地二聚形成四元环化合物。由此,他们确立了一个研究自由基取代基效应的理想模型。在此基础上,研究小组成员从这类体系的二聚反应动力学角度出发,逐步建立起了一套反映取代基的自旋离域能力的参数。到了1990年,他们已经做了几十个取代基的研究,积累了相当多的实验数据。1992年,他们终于建立起了一套近乎完美又可靠的自由基自旋离域效应参数σJJ.(JJ分别代表蒋锡夔和计国桢两人姓氏中汉语拼音的第一个字母),并且将他们的研究工作成果写成一篇论文,发表在有机化学领域的国际权威性期刊美国《有机化学杂志》上。这篇论文,被《有机化学杂志》的评审人评价为“自由基化学研究的一个里程碑”。这一研究成果很好地解决了在自由基化学领域长期存在的两个重要问题。国际上很多自由基化学家都相当认可蒋锡夔和计国桢他们的这项研究工作,好多人至今还在应用这套参数作关于结构和性能的相关分析。

1982年,蒋锡夔等人关于有机氟化学和自由基化学的研究成果获得国家自然科学奖三等奖。此后,经过长期不懈的努力探索,蒋锡夔带领他的课题组在自由基化学和疏水—亲脂作用驱动的有机分子簇集、自卷以及解簇集现象的研究工作中取得了一个又一个重要成果。20,在连续空缺4届之后,蒋锡夔课题组关于“物理有机前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学”的研究成果,获得了当年唯一一项国家自然科学奖一等奖。

追求真理 崇尚科学

几十年来,蒋锡夔一直接受中西方两种思想文化的教育,因此在他的科研工作中,逐渐形成了独特的科学思想和科学方法。

蒋锡夔提出了“有机整体、动态多因素分析”的科学思想。他认为,在科研工作中,关键是必须运用全部已知的正确的基本概念和信息,对某一个问题或事实进行客观的综合分析,而决不能主观地预先指定某一因素为“主要因素”。简单地说,就是要有“动态的有机总体的概念”。他还进一步指出,讨论或论述任何一个概念,包括“科学思想方法”的概念,首先要有明确而严格的定义,它必须建立在经严格科学证明的正确的基本概念的基础之上。

蒋锡夔在科研工作中经常对他的研究生说:对待科学研究中的某一个新发现,不仅需要寻找更多的旁证去支持它,而且首先需要的是去怀疑它,甚至设计一些实验去考验它、否定它。也就是说,在进行科学的判断或分析时,要从“小我”中解放出来,避免把“小我”牵扯到科学研究和分析中去。这也正是蒋锡夔能够取得成功的重要因素。对此,他强调,作为一名一流的科学家既要有坚持真理的决心,又要有自我否定的勇气。

蒋锡夔一贯认为,一个科学家的“德”比他的“才”更重要,他把“道德为人之本”或“以德为先”作为宗旨和言行标准。蒋锡夔所强调的以德为先,不仅是指个人的道德品质,而且还包含着科学工作者的工作作风。在平时的工作中,他从不追求发表科研文章的数量,而是强调要保证科研文章的质量,强调科学工作者要为科学事业献身、为祖国荣誉献身。

在50多年的科研生涯中,无论身处何种境地,蒋锡夔都不放弃自己做人的准则。他把人生目标和工作目标完美地结合起来,实现了自己对“真、善、美”的追求。

高考化学最容易丢分的30个地方

1、排列顺序时,分清是“由大到小”还是“由小到大”,类似的,“由强到弱”,“由高到低”,等等。

2、书写化学方程式时,也要分清楚。

3、别忽视题干中“混合物”、“化合物”、“单质”等限制条件。

4、有单位的要写单位,没有单位的就不要写了。如“溶解度”单位是克,却不写出,“相对分子质量”、“相对原子质量”无单位,却加上“g”或“g.mol-1”。摩尔质量有单位(g.mol-1)却不写单位,失分。

5、要求写“名称”却写分子式或其他化学式,要求写分子式或结构式却写名称。电子式、原子或离子结构示意图、结构简式、结构式不看清,张冠李戴。要求写离子方程式而错写成化学方程式。

6、所有的稀有气体都是单原子分子而误认为双原子分子。

7、273℃与273K不注意区分,是“标况”还是“非标况”,是“气态”还是“液态”“固态”不分清楚。22.4L.mol-1的适用条件。注意三氧化硫、乙烷、己烷、水等物质的状态。区分液态氯化氢和盐酸,液氨和氨水,液氯和氯水。

8、计算题中往往出现“将样品分为两等份”(或“从1000mL溶液中取出50mL”),最后求的是“原样品中的有关的量”,你却只求了每份中的有关量。

9、请注意选择题“正确的是”,“错误的是”两种不同要求。请注意,做的正确,填卡时却完全填反了,要十分警惕这种情况发生。

10、求气体的“体积分数”与“质量分数”不看清楚,失分。

11、描述实验现象要全面,陆海空全方位观察。

12、表示物质的量浓度不写C(HCl),失分。

13、气体溶解度与固体溶解度表示方法、计算方法混为一谈。(标况下,将20L氨气溶解在1L水中,……)

14、表示离子电荷与元素化合价混为一谈。

15、原电池正负极不清,电解池、电镀池阴阳极不清,电极反应式写反了。

16、求“转化率”、“百分含量”混淆不清。

17、两种不同体积不同浓度同种溶液混和,总体积是否可以加和,要看题目情景和要求。

18、化学计算常犯错误如下:①分子式写错②化学方程式写错或不配平或配平有错③用关系式计算时,物质的量关系式不对,以上情况发生,全扣分④分子量算错⑤讨论题,缺讨论过程,扣相当多的分⑥给出两种反应的量,不考虑一反应物过量(要有判断过程)⑦要求写出计算规范过程:解、设未知量、方程式或关系式,计算比例关系、比例式主要计算过程、答、单位、有的题目还要写出推理过程,不要省略步骤,计算过程要带单位。注意题中对有效数字的隐性要求。

19、推断题。请注意根据题意,无机物、有机物均应考虑(全面,综合)。

20、要注意试题中小括号内的话,专门看。

21、回答简答题,一定要避免“简单化”,要涉及原理,应该有因有果,答到“根本”。

22、看准相对原子质量,Cu是63.5还是64,应按卷首提供的用。

23、mA(s)+nB(g),pC(l)+qD(g)这种可逆反应,加压或减压,平衡移动只考虑其中的气态物质(g)的化学计量数。

24、配平任何方程式,最后都要进行“系数化简”。书写化学反应方程式,反应条件必须写,而且写正确。,氧化—还原反应配平后,得失电子要相等,离子反应电荷要守恒,不搞假配平。有机化学方程式未用“→”热化学反应方程式不漏写物质的聚集状态,不漏写反应热的“+”或“-”,反应热的单位是kJ?mol-1。

25、有机结构简式中原子间的连结方式表达正确,不要写错位。结构简式有多种,但是碳碳键、官能团不要简化,酯基、羧基的各原子顺序不要乱写,硝基、氨基写时注意碳要连接在N原子上。

如,COOHCH2CH2OH(羧基连接错),CH2CHCOOH(少双键)等(强调:在复杂化合物中酯基、羧基最好不要简化)。化学用语中文名称不能写错别字。如,“酯化”不能写成“脂化”,“羧基”不能写成“酸基”。酯化反应的生成物不漏写“水”、缩聚反应的生成物不漏写“小分子”。错把环烯或环二烯、杂环(含非碳原子环)当作苯环。

26、遇到做过的类似题,一定不要得意忘形,结果反而出错,一样要镇静、认真解答,不要思维定势;碰到难题决不能一下子“蒙”了,要知道,机会是均等的,要难大家都难。应注意的是,难度大的试题中也有易得分的小题你应该得到这分。

27、化学考题难易结合,波浪型发展。决不能认为前面的难,后面的更难!有难有易,难题或较难题中一定有不少可以得分的地方,不可放弃。

28、解题时,切莫在某一个“较难”或“难”的考题上花去大量的宝贵时间,一个10分左右的难题,用了30多分钟甚至更多时间去考虑,非常不合算,不合理。如果你觉得考虑了几分钟后还是无多少头绪,请不要紧张、心慌,暂把它放在一边,控制好心态,去解答其他能够得分的考题,先把能解决的考题先解决。再回过头来解决它,找到了感觉,思维活跃了,很可能一下子就想通了,解决了。

29、解推断题,实验题。思维一定要开阔、活跃,联想性强。切不可看了后面的文字,把前面的话给忘了,不能老是只从一个方面,一个角度去考虑,应该是多方位、全方位进行考虑。积极地从考题中字字、句句中寻找出“突破口”。

30、考试时切忌“反常”,仍然是先易后难,先做一卷,后做二卷。

篇3:我国著名有机化学家纪育沣

纪育沣:我国著名有机化学家

从《上海理工大学志》上可知,沪江大学的校训为“信、义、勤、爱”。19,学校的理科大力扩充,所授课目有物理、化学、动物学、地质学,还成立了博物院;19,沪江大学又成立了社会学系,是国内第一个开设该系的大学。学生也对革命很感兴趣,此前的武昌起义中,有七名沪江大学的大学生参加了革命军。纪育沣先生毕业前的几年,学校多有改革:如19沪江大学制定了第一个“五年计划”,五年内采用男女同学制度,19秋招收四名女生入学,开国内大学招收女生之先例;制定了每周邀请名人演说一次的制度,1920年5月25日,孙中山先生来校演说。6月2日,美国哲学家兼教育家杜威来校演讲《普通教育和职业教育之关系》。南开大学校长张伯苓、当时的大夏大学校长马君武都曾到校演讲。

沪江大学办学伊始就用英文授课,由于教学质量高,得到美国的承认。1912月3日,根据前任校长柏高德的建议,沪江大学在美国弗吉尼亚州注册,颁发特许证书,沪江大学获得颁发美国的学士学位证书资格。也就是说在沪江大学毕业的学位,在美国予以认可。于是,学生人数骤增,大学部七十七人,道学书院四人,中学一百一十三人。纪育沣与其后的名人李公朴、冯亦代、李一氓、徐志摩等先后都在沪江大学就读。

因为美国承认沪江大学的学位,纪育沣毕业后即赴美国就学,先入芝加哥大学,与著名的科学家庄长恭、吴有训等先后同学。1923年他获得该校硕士学位,并留校任助教。随后改入耶鲁大学化学系继续学习深造。1924年回国在武昌大学任教授,1926年又赴美国耶鲁大学化学系随导师T.B.Johnson作研究。Johnson教授是当时国际上嘧啶化学研究领域的权威。纪育沣的研究题为“2- 乙巯基 - 6硫氰基嘧啶重排为异硫氰酸基的研究”,1928年获得该校哲学(化学)博士学位。

1938年的《广西大学一览》记载纪育沣的经历:获美国芝加哥大学硕士学位、耶耳(耶鲁)大学化学博士学位。回国后1928年至1933年先后在东北大学、厦门大学、浙江大学等校任教授。1933年至1934年,在上海雷氏德医学研究生院理学系任研究员。之后在上海中央研究院化学研究所任研究员兼秘书。

《广西大学一览》记载他是1936年9月进入广西大学,时年三十八岁。他在广西大学所授的课为有机化验及实学化学史。在《广西大学廿六毕业册》(即1937年毕业名册)中,其中记载有毕业册制作教师捐款数目,除了校长黄旭初捐款一百元、院长李运华捐款五十元外,其余均在五元、六元至三十元之内,化学系教授纪育沣捐款三十元。

1949年之后,纪育沣历任中国科学院化学研究所、中国医学科学院药物研究所研究员,北京化学试制研究所副所长等职,曾被选为《化学学报》和《医学学报》编委,中国科学院学部委员,受过他教育的学生为数众多。

纪育沣在新中国成立以后,先在中国科学院化学研究所工作,并在1955年被选为第一届中国科学院数理化学部委员。因此化学界有不少人既是庄长恭先生的门徒,也是纪育沣的门徒,如著名的黄延复、黄耀曾、田遇霖等。北京医学院王序教授也曾于此时在纪育沣指导下进行毕业论文工作。纪育沣先生的终生伴侣杨群华女士,即是他在中央研究院时期的研究助理员。

以后,纪育沣先生曾任中央卫生研究院药物学系(今中国医学科学院药物研究所)研究员,培养了不少年轻人,该所骨干如陈淑风、吴元鎏等均曾得其指导。他最后的工作单位也是他待得最长的单位,是北京化学试剂研究所,也先任研究员,后兼副所长,对我国试剂生产贡献其余生力量,直至逝世。

《辞海》记载,纪育沣在长期的教研生涯中与其共同工作者共发表了八十余篇研究论文(高怡生先生在《纪念我国有机化学家纪育沣先生》一文中称六十篇)其中属于嘧啶类的化学研究文章约占二分之一。而另一份纪念资料中,说纪育沣先后在中、美、苏、荷等国的化学杂志上,发表了七十余篇论文,另著有《维生素乙1的研究》《抗疟药物的研究》等书。

1957年科学出版社出版的《抗疟药物的研究》一书,共收集了纪育沣与助手合作的六篇文章,其内容提要这样写道:“疟疾目前在国内是严重危害着人民健康的疾病之一,氯喹是一种优良的抗疟药。本书根据过去国外资料和中国医学科学院药物学系合成室在1954年所进行的合成氯喹的试验工作,叙述了氯喹的各种合成方法,包括各步原料的合成。本书可作为药学院以及药物生产部门药学工作者的参考资料。”同年出版的《维生素乙1的研究》,共收集他与助手合作的四篇文章,其内容提要写道:“本书系四篇合成维生素乙1研究报告所组成,内容主要为:简单讨论世界各国科学家在合成维生素乙工作方面的成就,以及作者合成 维生素乙的详细报告。第一、二篇简介合成嘧啶部分工作,第三篇为合成噻唑部分的工作,第四篇为合成维生素乙的工作。”两本书共十篇文章,一共不足八十页,可谓言简意赅,不能易一字。

掘九井不如掘一井,纪育沣先生一生坚持把主要精力放在一个领域,对嘧啶化学做出了一定的贡献。这种锲而不舍的研究精神,足令一些见异思迁者汗颜。

嘧啶类化合物早期属纯化学研究,后来受到核酸以及维生素B1等的结构与嘧啶环的关系的影响,逐渐得到较多的重视。纪先生在新中国成立后利用他在嘧啶化学上的基础、一度投身于研究B1在我国的生产问题。B1结构为嘧啶环与噻唑环的缩合物,因此他对噻唑化学也做了少量研究,并与陈淑凤等人合写了《维生素B1的研究》的小册子,综述B1的合成与生产方法。

他在中央研究院时期,除嘧啶化学研究外,开始想在中草药研究方面做些开创工作。同时受当时较早投入此领域的赵承嘏和庄长恭先生的影响,颇思发扬中药研究,以开辟我国有希望的自己的领域,他先后对淫羊藿、贝母、钩吻、断肠草、土蒿等,以经典方法进行分离植物的化学成分。上世纪三十年代前后,中国的科学研究尚处于萌芽时期,研究途径与方法大都遵循国外,研究水平略接近于当时国外现状,若与五十年代迄今的水准相较,自不可同日而语。然而在当时他的研究对后一辈青年人是起了培养作用的。

他在雷氏德医学院的时候,还做过食用植物的维生素C的含量研究,这是属于营养化学的研究。

他的研究论文几乎全部以英文写作,行文简洁,故经常只有一两页、多不过数页,这对其学生们以后撰写科学论文,起了一定的示范作用。

纪育沣一生无不良嗜好,唯喜购书。在中央研究院时期,他订购了价值昂贵的《美国化学文摘》和《美国化学会会志》。此外凡与其研究有关的新书均尽量购买,故一生藏书颇丰。逝世前他立遗嘱将全部书刊赠与缺少文献的研究机构。在他逝世后一周年之际,纪先生的夫人杨群华女士已遵照他遗愿,将他几十年收藏的书刊共三千余册,全部赠送给中国科学院新疆化学研究所,为支援边疆科学事业的发展做出了贡献。新中国成立前他还常以自己的收入购置必要的化学试剂与玻璃器皿。虽工作调动频繁,他总携带着这些研究用品同赴新任,从而使研究工作能较快地开始。

纪育沣先生对共同工作的学生们总是关怀备至,也平易近人。他设计研究题目比较具体,即使是初学研究者也能做出一定的研究成果,并达到发表的水平。离开后他也愿与之保留关系,他也始终关心这些合作者,平时见他们有水平的工作时,多加赞扬与鼓励,并不遗余力地推荐发表于高水平的《中国科学》期刊上。1981年推荐新学部委员时,他也是一位积极提名人。平时还经常为青年人审阅修改著作,如内蒙古医学院药学系张清德先生,虽非其学生,但向其请教问题时,他也能详尽地为其改正译文。

他性情耿直,往往遭到误解,又不善交往,在旧社会时期工作岗位常不能久驻。新中国成立后逐渐理解党的领导,一心愿为党和人民多做工作,党和国家对他也倍加照顾,总希望他多培养年青一代。他在参加会议时是敢于提出自己意见的。他发言常由缓慢的宁波乡腔开始,尚有条理,但到中途逐步升级至激昂高亢,终至不能自已,知其性格者仍洗耳静听,不知者往往弄得惊惶失措,不解其意,以致效果不好。

高怡生最后见到纪育沣是在1981年夏初的中国科学院学部大会上,当时纪先生已八十二岁高龄,左目失明,右眼只余寸光。高怡生坐其旁与其攀谈半晌,他还不知旁坐者何人,待报姓名后方知是他过去的门徒。那时他健康状况已很差,经常剧烈咳喘,但仍每日来赴会,足见其对我国科学事业发展的关注,这种精神值得我们学习。

纪育沣1955年当选为中国科学院院士

纪育沣先生不幸于1982年5月18日在北京去世,终年八十三岁。受过他教导的学生们以及共事的同行们,闻讯都无不悲痛。

纪育沣先生去世了,人皆有一死,但化学界的同人们总会纪念着这一位老前辈的。

高考化学二十种物质鉴别方法

1. 沉淀法

待鉴别物质的溶液中,加入某种试剂,观察是否有沉淀产生,进行鉴别。

例:如何鉴别Na2SO4溶液和NaNO3溶液。

解:使用BaCl2溶液鉴定。

反应的离子方程式:

Ba2++SO42-=BaSO4↓

2. 气体法

根据某物质加入某一试剂,是否有气体产生,予以鉴别。

例:有两瓶失落标签的固体,它们是Na2CO3和NaCl,如何鉴别。

解:使用盐酸鉴别。

反应离子方程式:CO32-+2H+=CO2↑+H2O

3. 过量法

利用加入某种试剂,产生沉淀,继续滴加,沉淀消失,达到鉴别的目的。

例:怎样鉴别ZnCl2溶液和MgCl2溶液。

解:将两种待鉴别的溶液分别放入二支试管中,加入NaOH溶液,可观察到均有白色沉淀产生,继续滴加NaOH溶液,可看到有一支试管内的白色沉淀逐渐消失,另一支试管内无此现象。则先产生白色沉淀后逐渐消失的试管内放的是ZnCl2溶液,另一支试管内是MgCl2溶液。

反应的离子方程式:

Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓

Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓

Zn(OH)2+2OH-=ZnO22-+2H2O

4. 相互法

利用物质间反应,现象不同而予以鉴别。

例:不用任何化学试剂,也不能加热,如何鉴别NaOH溶液和AlCl3溶液。

解:根据NaOH溶液滴入AlCl3溶液中和AlCl3溶液滴入NaOH溶液中现象不同进行鉴别。方法是:取一试管,将两种溶液中的任何一种倒入试管内,再用胶头滴管吸取另一种溶液,滴入几滴于试管中,可观察到有白色沉淀产生,摇动仍不消失,则说明试管内放的是AlCl3溶液,胶头滴管内放的是NaOH溶液。反之,先产生白色沉淀,摇动沉淀立即消失;试管内是NaOH溶液,胶头滴管内是AlCl3溶液。

反应的离子方程式:

Al3++3OH-=Al(OH)3↓

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

5. 溶解法

利用物质的溶解情况进行鉴别。

例:如何鉴别CaCO3和CaCl2固体。

6. 溶解热法

利用物质溶于水,放热或吸热情况不同,予以鉴别。

例:如何用水鉴别NH4NO3固体和KCl固体。

解:将两种固体分别溶于水,水温有明显降低的是NH4NO3,无明显变化的是KCl。

7. 密度法

根据物质密度不同而进行鉴别。

例:水和苯是两种不相溶的液体,密度是水大于苯。如何进行鉴别,不能用试剂和加热。

解:取一试管,倒入等量两种液体,此时分为等量两层,下层是水,上层是苯,再加入任何一种液体,若上层增多,则加入的是苯;若下层增多,则加入的是水。

8. 丁达尔法

根据胶体有丁达尔现象,鉴别胶体和其它分散系。

例:鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液。

9. 凝聚法

加入电解质而使胶体发生凝聚,进行鉴别。

例:如何区别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液。

解:两种液体分盛于二试管中,滴入几滴Na2SO4溶液,有红褐色沉淀产生,则试管内放的是Fe(OH)3胶体。若无这种现象的是FeCl3溶液。

10. 颜色法

物质颜色不同,或与其它物质反应,生成不同颜色,达到鉴别的目的。

例1:怎样区别H2和Cl2。

例2:有两瓶无色溶液,NaCl和NaBr,请予鉴别。

解:用AgNO3溶液鉴别。

反应的离子方程式:

Ag++Cl-=AgCl(白色)↓

Ag++Br-=AgBr(浅黄色)↓

11. 加热法

利用物质热稳定性不同,进行鉴别。

例:不用任何化学试剂,如何鉴别失落标签的二种固体物质是明矾和硫酸铝。

解:将二种固体分别放入试管中,加热,试管口有水珠出现的,是明矾,无此现象的是硫酸铝。

反应的化学方程式:

KAl(SO4)2+3H2O=Al(OH)3+H2SO4+KHSO4

12. 焰色法

根据离子或单质的焰色反应,加以鉴别。

例:如何鉴别NaCl溶液和KCl溶液。

解:焰色为黄色的为NaCl溶液,焰色为紫色的为KCl溶液。

13. 燃烧法

利用物质燃烧颜色不同或其它现象,予以鉴别。

例:如何区分两种无色气体:H2和C2H2。

解:将两种气体分别点燃,有较多浓烟的是C2H2,无烟的是H2。(也可根据H2和C2H2燃烧时焰色不同进行鉴别)。

14. 熔、沸点法

利用物质熔、沸点不同而区别的方法。

例:水和二硫化碳的鉴别。

解:将两种液体取少量,倒在表面皿上,过一会,有一液体立即挥发,是CS2;反之,不挥发的是H2O。

15. 闻气味法

根据物质气味不同而进行鉴别的方法。

例:鉴别H2S和H2。

16. 指示剂法

根据溶液的酸碱性,用指示剂进行鉴别的方法。

例:怎样用最简单的方法区别下列三种溶液:NaCl溶液、NH4Cl溶液和Na2CO3溶液。

17. 氧化法

利用氧化剂,使被测物质发生氧化反应,再根据实验现象进行鉴别的方法。

例:怎样鉴别KCl和KBr溶液。

解:用通入Cl2的方法鉴别。

反应的离子方程式:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-

18. 还原法

利用还原剂,使被鉴别物质发生还原反应,再根据现象予以鉴别。

例:怎样鉴别FeCl2和CuCl2溶液。

解:在盛有FeCl2和CuCl2溶液的两支试管中,通过往试样溶液中分别放入铁片的方法鉴别。

19. 磁体法

根据物质的磁性,进行鉴别的方法。

例:怎样鉴别黑色铁粉和氧化铜粉末。

20. 碳化法

利用浓硫酸的脱水性和吸水性,区别其它物质。

例:怎样区别浓硫酸和稀硫酸。

篇4:著名有机化学家教育家邢其毅

著名有机化学家教育家邢其毅

1911月24日 出生于天津市(原籍贵州省贵阳市)。

1933年 毕业于辅仁大学化学系。

1933-1936年 在美国伊利诺伊大学研究院学习,获哲学博士学位。

1936-1937年 在德国慕尼黑大学维兰德实验室进行博士后研究工作。

1937-1941年 在中央研究院化学研究所任副研究员、研究员。

1944-1946年 在新四军华中军医大学任教。

1946-1949年 在北京大学农化系和化学系任教授,兼任北平研究院化学研究所研究员。

1950-1952年 在北京大学化学系任教授,并兼任北京辅仁大学化学系主任。

1952- 在北京大学化学系任教授,并任北京大学校务委员会委员等职。

1952年 被聘为国务院科学规划委员会委员。

1962年 被聘为国家科学技术委员会委员和中国科学院上海有机化学研究所学术委员会委员。

1978年 当选为中国化学会第二十届至二十二届理事会理事,并兼任化学教育委员会主任委员和青年化学奖评审委员会委员。

1980年 当选为中国科学院学部委员(院士)。

1982年 被聘为中国科学院上海药物研究所学术委员会委员。

1984年 被聘为北京市人民政府第二届专业组顾问。

1986年 当选为中国国际文化交流中心理事会理事。

月4日 因病医治无效,逝世于北京。

邢先生在数十年的科学研究生涯中,一向重视开发利用我国丰富的天然资源,他主持的重大基金项目,对于发掘天然药物宝库、开发先导药物与新药筛选以及推动中药现代化起了很大的作用。在有机反应机理、分子结构测定方法和立体化学等基础研究领域,邢先生也进行了多方面的研究。

邢先生既是造诣深厚的有机化学家,也是享有盛誉的教育家。他数十年潜心教学研究,对我国高等化学教育中教学与科研的关系、理论和实验的关系、中学教育普及和提高的关系以及公民全面素质教育等问题,都提出过许多看法和建议。同时,他身体力行,几十年耕耘于课堂和实验室。他编著的《有机化学》和《有机化学简明教程》是教育部最早指定的全国高校通用教材。他主持撰写的《基础有机化学》是一部综合反映现代有机化学的教科书,对于高校的有机化学教学具有广泛影响。这些著作滋育了几代化学家的成长。

著名化学家和教育家、中国科学院院士、北京大学化学与分子工程学院教授邢其毅先生,因病医治无效,于年11月4日20时25分在北京逝世,享年91岁。

邢其毅先生一生忠诚爱国,追求真理,光明磊落,是楷模学界的一代宗师。

化学工艺流程答题规律总结

一、【考点分析】

无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是:

①从题干中获取有用信息,了解生产的产品

②分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A.反应物是什么;B.发生了什么反应;C.该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。

③从问题中获取信息,帮助解题。

了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:

对反应速率有何影响?对平衡转化率有何影响?对综合生产效益有何影响?如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(从绿色化学方面作答)。

二、【工业流程题中常用的关键词】

原材料:矿样(明矾石、孔雀石、蛇纹石、大理石、锂辉石、黄铜矿、锰矿、高岭土,烧渣),合金(含铁废铜),药片(补血剂),海水(污水)

灼烧(煅烧):原料的预处理,不易转化的物质转化为容易提取的物质:如海带中提取碘

酸:溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)

碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)

氧化剂:氧化某物质,转化为易于被除去(沉淀)的离子 氧化物:调节pH促进水解(沉淀)

控制pH值:促进某离子水解,使其沉淀,利于过滤分离

煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离;除去溶解在溶液中的气体,如氧气 趁热过滤:减少结晶损失;提高纯度

三、【工业流程常见的操作】

(一)原料的预处理

①粉碎、研磨:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。(研磨适用于有机物的提取,如苹果中维生素C的测定等)

②水浸:与水接触反应或溶解。

③酸浸:通常用酸溶,如用硫酸、盐酸、浓硫酸等,与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。近年来,在高考题出现了“浸出”操作。在化工生产题中,矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂,使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解,使其转入溶液中,达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。

④灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质,将有机碘转化为碘盐。

⑤灼烧、焙烧、煅烧:改变结构和组成,使一些物质能溶解;并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土和石灰石。

(二)控制反应条件的方法

①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀——pH值的控制。

例如:已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示

物质

开始沉淀

沉淀完全

Fe(OH)3

2.7

3.7

Fe(OH)2

7.6

9.6

Mn(OH)2

8.3

9.8

若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,应该怎样做?

提示:先用氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液的pH到3.7。

调节pH所需的物质一般应满足:

1)能与H+反应,使溶液pH值增大;2)不引入新杂质。例如:若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值(原理:CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3与H+反应,使溶液中H+浓度减小,PH上升)。

②蒸发、反应时的气体氛围:抑制物质的水解,提高产率

③加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动(正向移动或逆向移动,由题意而定)

④降温反应的目的:防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动

⑤趁热过滤:防止某物质降温时会析出

⑥冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗

(三)物质的分离和提纯的方法

①结晶——固体物质从溶液中析出的过程(蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发)

重结晶是利用固体物质均能溶于水,且在水中溶解度差异较大的一种除杂质方法。

②过滤——固、液分离

③蒸馏——液、液分离

④分液——互不相溶的液体间的分离

⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。

⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。

⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出

(四)常见名词

浸出:固体加水(酸)溶解得到离子

浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少

酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程

水洗:通常为除去水溶性杂质

水浸:与水接触反应或溶解

四、【常见文字叙述方法】

1.洗涤沉淀:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次。

2.从溶液中得到晶体:蒸发浓缩-降温结晶-过滤-(洗涤-干燥)。

注意:①在写某一步骤是为了除杂是,应该注明“是为了除去XX杂质”(只写“除杂”等一类没有完整概括的回答是不给分的。)

②审题要抓住关键,如看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式,并注意配平。

五、【难点解析】

一般来说,流程题只有两个目的:一是从混合物中分离、提纯某一物质;另一目的就是利用某些物质制备另一物质。

一、对于实验目的为一的题目,其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。

当遇到这一类题时,要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么产物,要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。这里特别提一提蒸发与结晶 。蒸发与结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出,具体采用何种方法,主要取决于溶质的溶解度。

有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大,如NH4NO3、KNO3等物质,在蒸发过程中比较难析出来,所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小,如NaCl、KCl等,有少数物质的溶解度随温度的升高而减小,如Ca(OH)2要使它们析出较多固体溶质时,则要用蒸发浓缩的方法。例如NaCl 和KNO3 混合溶液,如果将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl ,母液中是KNO3 和少量NaCl。如果将混合溶液加热后再降温,则析出的固体主要是KNO3 ,母液中是NaCl 和少量KNO3。如果是除杂,杂质所含的量比较少,一般是让主要物质析出来。如KNO3溶液中含少量NaCl,常用升温冷却结晶法,再经过过滤、洗涤、烘干(不同的物质在烘干时采取的方法不同),就可得到 KNO3固体了。如果NaCl溶液中含少量 KNO3,则用蒸发浓缩结晶法,这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质,主要原因是如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来。

二、对于目的为制备某一物质的流程题,要求学生注意以下几个方面:

1、明确题目目的是制什么物质,从题干或问题中获取有用信息,了解产品的性质。 只有知道了实验目的,才能非常清楚的知道整个流程的意义所在,题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特殊性质(由题目信息获得或根据所学知识判断),则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况:

(1)如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如:侯德榜制碱中的NaHCO3;还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。

(2)如果产物是一种会水解的盐,且水解产物中有挥发性的酸产生时,则要加相对应的酸来防止水解。如:制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物质时,要蒸干其溶液得到固体溶质时,都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解,否则得到的产物分别是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO;而像Al2 (SO4 )3 、NaAlO2 、Na2CO3等盐溶液,虽然也发生水解,但产物中Al(OH)3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是挥发性物质,在蒸发时,抑制了盐的水解,最后得到的还是溶质本身。

(3)如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂,则要防止它们发生氧化还原的物质,如:含Fe2+、SO32-等离子的物质,则要防止与氧化性强的物质接触。

(4)如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水(潮解或发生反应)而变质的物质(如NaOH固体等物质),则要注意防止在制备过程中对CO2或水的除去,也要防止空气中的CO2或水进入装置中。

(5)如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息,则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况,根据它们的不同变化,找出合适的分离方法。

2、寻找在制备过程中所需的原料,写出主要的化学反应方程式或制备原理,从中了解流程图。 从近几年的高考题目中会发现,大多数题目都会给出制备物质时所需的原料,但一般会涉及到物质的分离、提纯的操作。所以在明确了实验目的之后,再写出主要的反应方程式,观察有没有副产品,如果有,剩余的步骤就是分离提纯了。

3、注意外界条件对工艺流程的影响 在很多流程图的题目中,我们经常会看到压强、温度等外界条件的出现,不同的工艺对物质反应的温度或压强有不同的要求,它所起的作用也不一样,但却都是能否达到实验目的的关键所在,也是命题专家们经常要考察学生的地方。对外界条件的分析主要可从以下两个方面着手:

(1)对反应速率有何影响?

(2)对平衡转化率有何影响?这里主要说一说温度的影响,归纳总结之后,主要有以下几个方面的形式来考察学生:

①趁热过滤(或冰水洗涤)的目的:防止某物质降温时会析出(或升温时会溶解)而带入新的杂质;

②冰水中反应或降温反应的目的:防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动;

③反应中采取加热措施的作用:一般是为了加快反应速率或加速某固体的溶解;

④如果题目中要求温度控制在具体的一个温度范围内(可用水浴或油浴来控制):一般有以下几个目的:

a、防止某种物质温度过高时会分解或挥发,也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来,具体问题要具体分析。如侯德榜制碱中,将CO2通入NaCl的氨溶液中,保持溶液的温度为(30+2)℃,可得NaHCO3晶体,温度控制在这个范围,目的就是防止NaHCO3分解。而在Br2的制取过程中,出溴口的温度控制在80-90℃,目的就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中。

b、使催化剂的活性达到最好:如工业合成氨或工业SO2氧化为SO3时,选择的温度是500℃左右,原因之一就是使催化剂的活性达到最高。

c、防止副反应的发生:如乙醇的消去反应温度要控制在170℃,原因是就是在140℃时会有乙醚产生。

d、对于一些工艺来说,降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求。

以上有关温度的总结只能说是有这种可能来考,具体问题要具体分析。

第Ⅱ部分

一、答题规律:

(1)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施:搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强),增大气液或固液接触面积

(2)加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动

(3)温度不高于××℃的原因适当加快反应速率,但温度过高会造成挥发(如浓硝酸);分解(如H2O2、NH4HCO3);氧化(如Na2SO3);促进水解(如AlCl3)等,影响产品的生成,造成浪费

(4)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大的晶体)的方法【蒸发浓缩<至有晶膜出现>、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥】

(5)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法(蒸发浓缩、趁热过滤<如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来>、洗涤、干燥)

(6)溶液配制、灼烧、蒸发、过滤用到的仪器(“仪器”可以换另一种方式来考察,如:玻璃仪器、可以直接在火焰上加热的仪器等)

(7)控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀(调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱,以避免引入新的杂质;pH分离时的范围确定、范围过小的后果<导致某离子沉淀不完全>或过大的后果<导致主要离子开始沉淀>)

(8)减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解挥发

(9)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法:将溶液静置一段时间后,向上层清液中滴入对应的沉淀剂(必要时先加酸酸化排除其他离子的干扰),若无沉淀生成,则离子沉淀完全(写出详细的操作、现象、结论)

(10)洗涤沉淀:沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2-3次

(11)检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若……,则沉淀洗涤干净(写出详细的操作、现象、结论)

(12)洗涤的目的:除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质

(13)冰水洗涤的目的:洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗

(14)乙醇洗涤的目的:降低被洗涤物质的溶解度,减少其在洗涤过程中的溶解损耗,得到较干燥的产物

(15)蒸发、反应时的气体氛围:抑制某离子的水解,如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行

(16)事先煮沸溶液的原因:除去溶解在溶液中的(如氧气)防止某物质被氧化

(17)控制PH可以抑制或促进物质的水解

二、常考问题:

1、“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有:

答:适当提高反应温度、增加浸出时间,加入过量硫酸,边加硫酸边搅拌

2、如何提高吸收液和SO2反应速率:

答:适当提高温度、增大吸收液或NaClO3的浓度、增大SO2与吸收液的接触面积或搅拌

3、从溶液中得到晶体:

答:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥

4、过滤用到的三个玻璃仪器:

答:普通漏斗、玻璃棒、烧杯

5、过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因:

答:玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损;漏斗中液面高于滤纸边缘

6、沉淀洗涤操作:

答:往漏斗中(工业上改为往过滤器中)加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次

7、检验沉淀Fe(OH)3是否洗涤干净(含SO42-):

答:取最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀则说明未洗涤干净,若无白色沉淀则说明洗涤干净

8、如何从MgCl2·6H2O中得到无水MgCl2:

答:在干燥的HCl气流中加热,干燥的HCl气流中抑制了MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽

9、①直接加热MgCl2·6H2O易得到Mg(OH)Cl的方程式;②加热LnCl3·6H2O生成LnOCl的方程式

答:①MgCl2·6H2O==△==Mg(OH)Cl+MgO+HCl+5H2O;②(加氯化铵抑制其水解)LnCl3·nH2O==△==Ln(OH)3+3HCl+(n-3)H2O

10、CuCl2中混有Fe3+加何种试剂调pH值:

答:CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。原因:加CuO消耗溶液中的H+的,促进Fe3+的水解,生成Fe(OH)3沉淀析出

11、调pH值使得Cu2+(4.7-6.2)中的Fe3+(2.1~3.2)沉淀,pH值范围是:

答:3.2-4.7。原因:调节溶液的pH值至3.2~4.7,使Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀,且不会引入新杂质

12、产品进一步提纯的操作:

答:重结晶

13、趁热过滤的原因即操作:

答:减少过滤时间、保持过滤温度,防止××杂质析出;操作:已预热的布氏漏斗趁热抽滤

14、水浴加热的好处:

答:受热均匀,温度可控,且温度不超过100℃

15、减压蒸发(小心烘干):

答:常压蒸发温度过高,××易分解;或者减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止××分解

16、Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去:

答:加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用蒸馏水水洗涤

17、蒸发浓缩用到的主要仪器有、、烧杯、酒精灯等

答:蒸发皿、玻璃棒。还有取蒸发皿用坩埚钳

18、不用其它试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是:

答:加热法;取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净

19、检验NH4+的方法是:

答:取××少许,加入NaOH溶液后加热,生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。(注意方法与操作的差别)

20、过滤的沉淀欲称重之前的操作:

答:过滤,洗涤,干燥,(在干燥器中)冷却,称重

21、“趁热过滤”后,有时先往滤液中加入少量水,加热至沸,然后再“冷却结晶”:

答:稀释溶液,防止降温过程中××析出,提高产品的纯度

22、苯甲酸的重结晶中粗苯甲酸全部溶解后,再加入少量蒸馏水的目的:

答:为了减少趁热过滤过程中损失苯甲酸,一般再加入少量蒸馏水

23、加NaCl固体减低了过碳酸钠的溶解度,原因:

答:Na+浓度显著增加抑止了过碳酸钠的溶解

24、检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是:

答:取少量上层清液或过滤后的滤液,滴加几滴KSCN溶液,若不出现血红色,则表明Fe(OH)3沉淀完全。

25、检验滤液中是否含有Fe3+的操作是:

答:滴入少量KSCN溶液,若出现血红色,则证明有Fe3+(或加NaOH,根据情况而定)

篇5:著名青年化学家姜雪峰

著名青年化学家姜雪峰

姜雪峰共发表独立通讯论文60多篇(影响因子大于10 的10 篇),外文邀请专著6章,申请发明专利43项(2项国际专利),已授权21项。

年,姜雪峰作为亚洲五名代表之一(中国唯一代表)应邀参加在塞浦路斯举行的欧洲化学会第六届青年有机化学家论坛(6th YIW of EuCheMs-Organic Division)并作邀请报告。

,受美国有机化学家Eric Block教授邀请,姜雪峰作为大会主席之一共同组织了美国化学会泛太平洋有机硫化学会议(-Pacific Chem-New Organosulfur Chemistry)并作会议邀请报告。

,姜雪峰受德国有机化学家Wolfgang Weigand教授邀请参加了在德国举行的第27届国际有机硫化学会议(27th International Symposium on Organic Chemistry of Sulfur)并作大会邀请报告(中国唯一代表)。

,受Springer邀请作为主编组织撰写《Sulfur Chemistry》工具书。,姜雪峰受邀担任《亚洲化学》Guest Editor of Homogeneous Catalysis from Young Investigators in Asia 。

20,姜雪峰担任International Symposium on Main Group Chemistry Directed towards Organic Synthesis (MACOS)国际顾问和并作邀请报告。

这位“80后”教授,先后荣获中组部“万人计划”青年拔尖人才,基金委优秀青年科学基金,教育部“长江学者奖励计划”青年项目、“新世纪”优秀人才和“霍英东”基金,上海市“东方学者”和“科技启明星”各类称号;获得德国Thieme Chemistry Journal Award,日本ACP Lectureship Award,药明康德生命化学研究奖。

姜雪峰荣获上海市“五四青年奖章”、上海市青年“岗位能手”称号;并担任上海市第十三届政协委员、中国青年科技工作者协会委员,中国化学会青委会委员,中国化学会化学教育委员会委员,中国化学会催化委员会均相催化专业委员会委员;任《化学教育》编委,Wiley旗下《Heteroatom Chemistry》编委,Taylor旗下《Phosphorus Sulfur Silicon and the Related Elements》编委。

研究概览及近期代表性成果

姜雪峰教授课题组主要从复杂天然产物全合成的视角来构建一系列独特、高效、实用的反应方法学体系进而运用构建的方法学体系、试剂、配体实现高效绿色的全合成。并对完成的高活性系列天然产物进行化学生物学机理研究,同时解决药物化学机制问题。

白坚木属生物碱是单萜吲哚生物碱中知名度高且重要的天然产物,它们具有良好的生物活性但自然界中丰度低、提取难度大,因而探究其化学合成吸引了许多化学工作者的兴趣。20,姜雪峰教授课题组从廉价易得的溴代吡喃酮和手性烯胺原料出发,通过选择性exo-[4+2]环加成反应高效构建全氢吲哚骨架(C和E环),后续又通过还原/Wittig桥环开环串联反应、Pd/C氢化串联环化反应和Fischer吲哚化等反应获得三个白坚木属生物碱,最后经过简单的官能团转化又得到其他11个白坚木属生物碱,从而实现了该家族天然产物的发散式合成。

呋喃并喹啉酮和吲哚并香豆素骨架在配体调控下的高效构建[2]

平面生物碱,即没有手性胺的生物碱,这类化合物具有多种重要的药物活性,例如从喜树中提取分离的抗癌药物喜树碱,如何发展高效构建这类结构的方法学是合成化学工作者急需解决的问题。年,姜雪峰教授课题组以独特的视角对呋喃并喹啉酮和吲哚并香豆素这两类结构差异性较大的骨架结构进行逆合成分析后,发现它们都具有共同的2-羟基-2′-氨基二苯炔和羰基结构片段。鉴于此,课题组运用PdII为催化剂,借助配体效应、配位电负性以及插羰速率的微小差别,大幅度的扭转了反应途径,高效实现多种多并环结构生物碱的多样性合成。

引领世界的绿色硫化学研究

除了在天然产物全合成及发展新颖高效的合成方法学研究之外,近些年姜雪峰教授更加致力于发展绿色的、环境友好及可持续的硫化学研究。2018年7月,第25届IUPAC国际化学教育会议在澳大利亚悉尼举行,姜雪峰教授被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代表”,标志着姜雪峰教授的硫化学研究获得国际认可。

姜雪峰教授课题组运用“从无机硫向有机硫”转化的理念,构建起独特的“3S绿色硫化学”(Smelless/Stable/Sustainable),发展了一系列新颖的绿色硫试剂并解决了它们在水相转移、可见光催化、绿色氧化等方面的挑战,值得一提的是,这些独特的硫试剂及合成方法为含硫药物的工业生产及工艺优化提供了重要参考,在未来具有广阔的应用前景。

鉴于多硫化合物广泛存在于自然界,并且在生命科学、药物化学、食品化学以及材料科学等领域扮演着重要的角色。2018年,姜雪峰教授课题组在知名杂志Nature Communications上报道了一类新型亲电过硫试剂(RSSOMe),借助甲氧基的“面具效应”使得与其相连的硫原子发生“极性翻转”(即RSS+),再利用甲氧基的电子效应很好稳定了硫硫键,进而实现了与多种亲核试剂间的过硫化反应,为更广阔的多硫生命现象解释和多硫药物发现开辟了新道路。[3]

工业4.0时代的绿色硫化学梦想

——专访华东师大化学学院姜雪峰教授

古往今来,人类都相信地球万物生长的能量来自太阳。朴素的信念从近代以后找到了科学证据:直至上世纪70年代末,人们一直坚信光合作用是所有地球生态圈的基石。但一次太平洋东岸Galápagos Rift的深海科考,却向世人呈现了生命的另一种可能:在漆黑无光的海底热泉,在几乎与世隔绝的冰水熔岩生态圈,如外星生物般的庞贝蠕虫、管状水母、铠甲虾等物种,在散发着硫化氢异味的地裂深渊处,千奇百怪却欣欣向荣地野蛮生长。

自此后,千姿百态的海底热泉(hydrothermal vent)在全球各地被发现。各种板块边界、大洋中脊的火山口,难以想象的极端环境中,许多神奇的微生物从不依赖恒星的光芒,却只对热泉喷射的硫化物和重金属化合物情有独钟。利用化学能量自给的硫化细菌与古细菌成就了热泉食物链的底端,为更加复杂高级的生命演化铺就了另类的舞台。

硫化物蕴藏着怎样的能量,可以为生命本源的探索提供不一样的剧本?硫化学的探索本身,对于生命之谜的阐释和生命科学的进步,又会绽放出怎样绮丽的华彩?让我们跟随硫化学专家——华东师大姜雪峰教授一同走进奥妙的硫化学世界。

“硫”砂坠简,书写生命元素传奇

药明康德:硫元素与硫化物质对于生命演化有哪些重要意义?

姜雪峰教授:硫化学对于生命本源的探索有非凡的意义。自然界与银河系的硫化物丰度并不算高,生命体却能将各种形态的硫富集:硫元素并不是生物大分子的主要成分,却与碳、氢、氧、氮、磷元素构成了人体中六种最为重要的常量元素。硫元素之所以成为重要的生命元素,是因为其在核酸和蛋白质分子形成、血氧传输、人体能量代谢等大量生命现象中的生化反应中充当还原剂、稳定剂。

自然界存在硝化菌、铁细菌、一氧化碳细菌等多种无光合作用的自养型生物,但它们都无法支撑独立的生态圈群落。至今,人类只在海底热泉的火山口,发现完全以硫化细菌为食物链基础、与光合作用生态圈迥然相异的生命体系。很多学者形成的共识是生命的初始舞台诞生于极端的地质环境,因为一马平川的环境很难产生剧烈的物质转化与化学反应,只有星球撞击、板块运动、地震火山才能孕育丰富的地貌与生命的火花。而海底热泉的极端生态,很可能与地球形成的早期环境类似,无疑是我们探索生命本源的极佳样本。

硫元素对于人的饮食健康也非常重要。榴莲、洋葱、大蒜这些有着“怪怪味道”的果蔬富含硫化物,其实是大自然因地制宜赐予人类的保健品,可杀菌消炎、活血化瘀、促心肺功能、抗血管老化。比如,有两种重要的硫化物,具有强大的解毒和免疫调节作用:二甲基砜(MSM)对于镇痛消炎、疏通血管、促进胶原蛋白合成、促进糖类物质代谢具有重要作用;含有硫巯基的谷胱甘肽(GSH)则具有广谱解毒功能,也是人体细胞内最重要的抗氧化剂,可通过持续清除自由基的方式,保护众多含巯基蛋白酶的活性。

药明康德:请您介绍一下人类应用硫化学的历史和现状各有哪些亮点。

姜雪峰教授:单质硫磺作为一种重要化学材料,很早就被人类发现并使用,起初应用于熏香漂白、洗发去屑。中西方许多著名温泉中都富含硫磺,古代西方一些公共浴池也直接利用硫磺消毒。中国早在先秦时代就开始开发天然硫磺矿藏,用于四大发明火药的制造。

如今,人们更加认识到硫元素价态丰富,可形成结构多样的化合物。硫化物是当代许多畅销药物中不可或缺的成分:小分子药物合成中,含有硫元素的基团是抗击不少病原体的活性位点,比如青霉素、头孢、磺胺类药物具有广谱抗菌作用。同时,过硫键广泛存在于生命体中,和青蒿素中的过氧桥一样具有多种生理功能,也具备抗真菌、病毒、原虫的潜在药用价值;过硫键还是抗体偶联药物(ADC)中常用的连接子(Linker),以缀合大分子抗体与小分子细胞毒性药物,形成对肿瘤靶细胞的选择性杀伤作用。

绿色硫化学之路:“面具侠”妙手通关

药明康德:您认为研究和发展绿色硫化学的挑战与机遇有哪些?针对无机硫替代有机硫的绿色试剂,您的团队还提出了新颖的“面具策略”,请您介绍一下。

姜雪峰教授:不少硫化物(比如硫巯基化合物)散发强烈的刺鼻恶臭,虽然没有让所有化学家望而却步,但确实使硫化学的发展、应用和生产受到严重阻碍。其实,由于硫的孤对电子化学性质活泼、价态丰富,也导致易氧化、容易使金属催化剂失活并终止催化循环,这些都是横亘在硫化学研究者面前的严峻挑战。但硫元素对于生命活动、医药和化工研发意义重大且前景广阔,我们应有的社会担当就是要在现阶段介入相对初级的研究项目,从而开拓未来的科学新领域和产业新方向。硫化学研究一旦解决相关的棘手科学问题,就可以同时实现两方面的突破。

从无机硫到有机硫的转换看似简单,但要跨越较多障碍,硫醚、过硫、亚砜、砜、磺胺等化合物的合成都需要不同的价态思考。我们努力针对不同类型的重要含硫有机物,设计建立几类多功能硫试剂,并建立起试剂的多样性使用规律,系统地打造绿色硫化学转化体系中的所有硬件和软件。我们希望逢山开路、遇水架桥,目前已经完成了某些“路基”的铺设,希望未来这条绿色反应体系的康庄大道能被世界学界和产业所铭记。

面具策略的主旨即在硫化物反应底物上引入一个“面具”基团,恰到好处地控制该底物的多样性反应活性。可以在数量上控制“单硫”、“双硫”、“三硫”、甚至“四硫”的引入,还可以在氧化态上控制引入“硫醚”、“亚砜”、“砜”,针对多官能团药物修饰的不同需求产生“亲核硫源”、“亲电硫源”、“自由基硫源”的多样性功能,以满足不同药物的合成与修饰需求。我们继续运用“面具”理念,将作为“面具”基团的SO3分子引到裸露的巯基上:SO3分子可对硫原子上的孤对电子产生吸电作用,弱化硫对金属催化剂的毒化作用(电性要求);SO3分子的大位阻还可掩蔽硫电子轨道并避免其氧化自偶联(位阻要求);再者,SO3分子的电子共振效应可调节硫原子电子流向(共振要求)。这一概念利用无臭绿色硫化试剂,为过渡金属催化的硫化学带来了一系列新特性。

药明康德:这么看来,单独硫原子引入的一些瓶颈问题已经有了较好突破,那么你前面提到的其他形式的硫呢?

姜雪峰教授: 举一个“过硫试剂”的例子:传统过硫键构建两个硫原子分别来自两种不同的反应对象,不仅限制反应效率和适用范围,还带来诸多硫巯基氧化不兼容、毒化金属催化的问题。我们团队至今已经设计了四代过硫化试剂,不同的“面具”让它们各自分别拥有了不同的属性。然而新的矛盾又再次出现:硫硫键键能远低于常见的其他化学键键能,反应活性极高,此时如何“保持弱键,断裂强键”便成了试剂成功使用的另一个挑战。运用“面具”的电子、立体以及偶极性质,依据动力学与热力学的交互调控,即可如我们所愿高兼容性引入敏感而有用的“双硫”。

最近,我们又在过硫结构的外端成功的装上OMe这个新型的“面具”,从而反转了电性,获得了更为广谱的亲电过硫试剂。随后的试剂使用探索表明,该类试剂可在非常温和的条件下与各类功能分子作用,获得与碳亲核试剂、氮亲核试剂、硫亲核试剂的多样性偶联,实现了多种天然产物和药物的后期修饰,建立了丰富的多硫结构化合物库。这一过硫试剂的设计与建立,为更广阔的多硫生命现象解释和多硫药物发现开辟了一条快速通道。期待着“硫循环”藏宝图的全面展开。

利用多种策略,我们还对许多药物进行了无官能团保护的直接后期硫化修饰,从而筛选出多发性骨髓瘤药物来那度胺的硫化衍生物,活性远高于来那度胺本身,且可以应用于对来那度胺无效的淋巴瘤细胞,目前该化合物正在做进一步生物利用度评价。

被梦想叫醒的清晨:相信奔跑的力量

药明康德:工作之外您还有哪些爱好?对学习科研有哪些正面的促进效果?

姜雪峰教授:我喜欢跑步,长跑会带来独特的灵感思辨和感恩顿悟,全年无休风雨无阻地奔跑,在四季变换中感受天地自然的馈赠,冥想每个课题的困惑,感恩父母师友的激励。痛苦与挫折都是生命的张力,只有酸甜苦辣掺拌才是真实丰满的人生。不论平凡的你我还是闪亮的名人,都有自己的压力和挑战,只要尽力就已足够。

在一场又一场马拉松的较量中,一时的快慢和名次并不重要,每一个驿站都是人生的积淀。所以,坚持不懈而不轻言放弃,不应冒进却要步步为营:有时候当你为某一个科学问题朝思暮想却无法突破,貌似读书百遍又回到原点,然而每一次你回到原点的高度都会有所不同,许多科学突破正是通过这种螺旋式的上升来实现。在科研攀峰的过程中,我们既需要不断制定明晰切实的小目标,也要珍视每一个灵感并在细节上保持耐心和平常心,即使小失败也可能是通往成功的道路。

药明康德:绿色化学的发展面临哪些挑战?您对硫化学的未来有哪些激情的畅想?

姜雪峰教授:化学工业为社会进步做出了巨大贡献,然而一些生产带来的污染和安全风险也日益受到关注。大家对化工产业缺陷的关注需要理性看待,对缺陷的批判正是推动社会进步的重要因素。科学发展是循序渐进的,创造物质的化学挑战人类智慧与耐力的极限,要实现全面清洁和安全的合成体系需要不断地积累和沉淀。

有机合成从19世纪发展至今,逐步走向成熟的过程却仍然存在诸多瓶颈问题亟待解决。化学家几乎可以制备出所有人类想要的小分子,然而与功能性相伴的却是污染与安全风险两个痛点。如果我们为了合成某种药物去治疗100位癌症病人,而导致环境污染使1000位健康人面临患病风险,那一定不是可持续发展之道。其实社会经济发展从粗放到集约的转变,正需要青年科学家重新审视合成化学的新需求。

多年来试剂绿色化和步骤经济化始终是我们团队的宗旨,希望能够最终构建从无机硫向有机硫转化的绿色硫化学体系,实现我们对“硫循环”的全面系统的理解,为打造工业4.0时代的环保无污染的医药生产链贡献自己的一份力量。

化学方程式配平方法大总结

1.零价法

用法:无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降值相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。

【例1】试配平Fe3C + HNO3- Fe(NO3)3 + NO2 + CO2+ H2O。

分析:复杂物质Fe3C按常规化合价分析无法确定其中Fe和C的具体化合价,此时可令组成该物质的各元素化合价均为零价,再根据化合价升降法配平。Fe3C → Fe(NO3)3和CO2整体升高13价,HNO3 → NO2下降13价(除了Fe、C以外,只有N变价)。易得 Fe3C + 22HNO3= 3Fe(NO3)3 + 13NO2+ CO2 + 11H2O。

2.平均标价法

用法:当同一反应物中的同种元素的原子出现两次且价态不同时,可将它们同等对待,即假定它们的化合价相同,根据化合物中化合价代数和为零的原则予以平均标价,若方程式出现双原子分子时,有关原子个数要扩大2倍。

【例2】试配平NH4NO3- HNO3+ N2+ H2O。

分析:NH4NO3中N的平均化合价为+1价,元素化合价升降关系为:

NH4NO3 → HNO3:+1→+5升4×1价

NH4NO3 → N2: +1→0 降1×2价

易得 5NH4NO3= 2HNO3 + 4N2 + 9H2O

3.整体标价法

用法:当某一元素的原子或原子团(多见于有机反应配平)在某化合物中有数个时,可将它作为一个整体对待,根据化合物中元素化合价代数和为零的原则予以整体标价。

例3:试配平S+ Ca(OH)2- CaSx+ CaS2O3+ H2O

分析:NH4NO3中N的平均化合价为+1价(NH4中-3价,NO3中+5价),元素化合价升降关系为:

NH4NO3→HNO3:+1→+5升4×1价

NH4NO3→N2:+1→0 降2×2价

易得 2(x+1)S + 3Ca(OH)2 = 2CaSx + CaS2O3 + 3H2O

4.逆向配平法

若氧化剂(或还原剂)中某元素化合价只有部分改变,配平宜从氧化产物、还原产物开始,即先考虑生成物,逆向配平;自身氧化还原反应方程式,宜从生成物开始配平,即逆向配平。

例如:P + CuSO4 + H2O - CU3P + H3PO4+ H2SO4

该反应的氧化剂是P、CuSO4,还原剂是P,以反应物作标准求得失电子数比较困难,但是氧化产物只H3PO4、还原产物只CU3P,所以以1mol H3PO4和1mol CU3P作标准物容易求得失电子数。

答案:11 15 24 5 6 15

5.有机反应的配平法

有机物参入的氧化还原反应,通常首先规定有机物中H为+1价,O为-2价,并以此确定碳元素的平均化合价。再根据还原剂化合价升高总数与氧化剂化合价降低总数相等原则,结合观察法配平。

例如:H2C2O4 + KMnO4 +H2SO4- CO2+ K2SO4+ MnSO4 + H2O

解析:H2C2O4中,令H 为+1价,O为-2价,则C的平均化合价为+3价。1个H2C2O4化合价升高数为2,1个KMnO4化合价降低数为5,最小公倍数为10,故H2C2O4的系数为5,KMnO4的系数为2。

配平的方程式为:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+K2SO4+2MnSO4+8H2O

6.缺项方程式的配平:

如果所给的化学方程式中有反应物或生成物没有写出来,在配平时,如果所空缺的物质不发生电子的得失,仅仅是提供一种发生反应的酸、碱、中性的环境,可先把有化合价升降的元素配平,再确定出所缺的物质,把系数填上即可。

例如:BiO3-+ Mn2+ +- Bi3++ MnO4-+ H2O

解析:首先根据化合价的升降配平有变价元素的有关物质:

5BiO3- +2Mn2+ + - 5Bi3+ +2MnO4-+H2O

根据氧原子守恒,可以确定H2O 的系数为7,根据质量守恒和电荷守恒规律可以确定反应物所缺的是氢离子H+。

答案:5 2 14H+ 5 2

除这几种常用方法外,还有一些简易方法也可用于一些方程式的配平。

(1)奇偶配平法

这种方法适用于化学方程式两边某一元素多次出现,并且两边的该元素原子总数有一奇一偶,例如:C2H2+O2→CO2+H2O,此方程式配平从先出现次数最多的氧原子配起。O2内有2个氧原子,无论化学式前系数为几,氧原子总数应为偶数。故右边H2O的系数应配2(若推出其它的分子系数出现分数则可配4),由此推知C2H2前2,式子变为:2C2H2+O2→CO2+2H2O,由此可知CO2前系数应为4,最后配单质O2为5,把短线改为等号,写明条件即可:2C2H2+5O2==4CO2+2H2O

(2)观察法配平

有时方程式中会出现一种化学式比较复杂的物质,我们可通过这个复杂的分子去推其他化学式的系数,例如:Fe+H2O——Fe3O4+H2,Fe3O4化学式较复杂,显然,Fe3O4中Fe来源于单质Fe,O来自于H2O,则Fe前配3,H2O前配4,则式子为:3Fe+4H2O=Fe3O4+H2由此推出H2系数为4,写明条件,短线改为等号即可:3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2

(3)归一法

找到化学方程式中关键的化学式,定其化学式前计量数为1,然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数,再将各计量数同乘以同一整数,化分数为整数,这种先定关键化学式计量数为1的配平方法,称为归一法。

做法:选择化学方程式中组成最复杂的化学式,设它的系数为1,再依次推断。

第一步:设NH3的系数为1 1NH3+O2——NO+H2O

第二步:反应中的N原子和H原子分别转移到NO和H2O中,由

第三步:由右端氧原子总数推O2系数

篇6:著名无机化学家徐光宪

著名无机化学家徐光宪

徐光宪先生和他领导的课题组因为在量子化学和化学键理论、配位化学、萃取化学、核燃料化学、稀土化学、串级萃取理论等方面的巨大成就而获得了多项重要荣誉。1978年,他们的“稀土萃取”研究成果获全国科学大会奖,1985年获国家经委颁发的奖励和荣誉证书;“串级萃取理论及其在稀土和金川钴镍分离中的应用”获得1985年国家教委科技进步奖一等奖,“串级萃取理论及其应用”获得1987年国家自然科学奖三等奖,“轻稀土三出口萃取分离工艺理论设计及其工业实践”获得1988年国家教委科技进步奖二等奖,1989年获冶金部和全国稀土推广应用领导小组颁发的科技进步奖二等奖,1990年获得广东省科技进步奖一等奖,“稀土萃取分离工艺的一步放大”获1991年国家科技进步奖三等奖,1994年获首届何梁何利科技进步奖,获得何梁何利科技成就奖,获北京大学首届蔡元培奖, 获得“国家最高科学技术奖”。

徐光宪自幼勤奋好学,曾就读于著名的稽山中学(即现上虞春晖中学),受到夏丏尊、朱自清、李叔同(弘一法师)等著名前辈的熏陶,中学时代获得浙江省数理化竞赛优秀奖。

由于家境清贫,时值抗日战争,社会动荡不安,在这样困难的处境中,徐光宪铭记母亲曾对他说过的“家有良田千倾,不如一技在身”。怀着强烈的求知欲望,他刻苦攻读,终于考取了上海交通大学学习,并于1944年毕业留校任教。1946年,徐光宪考入美国圣路易斯华盛顿大学,一学期后转至哥伦比亚大学。

留美时间不到3年,徐光宪不但取得了硕士、博士学位,还当选为美国PhiLamdaUpsilon荣誉化学会会员和SigmaXi荣誉科学会会员。在美国留学期间,徐光宪不但热衷于攀登科学高峰,刻苦攻读,潜心研究,也时刻不忘祖国。他参加了进步学生组织的“留美科学工作者协会”,并成为该会纽约分会的负责人之一。他还参加了唐敖庆等人发起的“新文化学会”和以唐敖庆为会长的“哥伦比亚大学中国同学会”, 1949年10月在纽约国际学生公寓举办了庆祝中华人民共和国成立的大会,向联合国发了签名通电,要求接纳新中国代表参加联合国大会,驱逐国民党政府的代表,并在1950年初发起慰问人民解放军的“一人一元劳军运动”。这些组织在动员留美中国学生返回新中国参加建设方面起到了积极的作用。徐光宪一直是这些组织中的积极活动分子。

徐光宪深受导师C.D.贝克曼(Beckmann)的器重。导师极力挽留他继续留在美国进行科学研究,并推荐他去芝加哥大学R.S.莫利肯(Mulliken)教授处做博士后。他的夫人高小霞当时尚未获得博士学位,他去莫利肯处不但可获得最好的科研工作环境,而且也可为高小霞继续求学创造良好的条件。但当时美国侵朝战争已经爆发,徐光宪认为祖国更需要自己,应当尽快回国,为国家服务。当时美国政府极力阻挠留美中国学生返回新中国,1951年初,美国国会通过有关禁令,待美国总统批准后即正式生效。在这种情况下,徐光宪焦急万分,千方百计设法尽快离开美国,高小霞也毅然决定放弃再过一年即可获得的博士学位和先生一起回国。他们假借华侨归国探亲的名义,克服重重困难于1951年4月乘船回到祖国怀抱。

徐先生是一位伟大的科学家

“在几十年的科研生涯中,徐先生一直把自己的科研工作与国家的学科发展和重大需求紧密结合,并做出了重大贡献。科学家中有两种人,一种是“工匠”,还有一种是“大师”。前者的目光局限在具体的研究中,而后者则研究科学的哲学层面。徐先生则已经达到了后者的境界。”这是徐先生的学生严纯华院士对恩师的高度评价。

徐光宪十分重视科研创新,他广泛积累资料,去粗取精,逐渐形成了自己一套研究方法和思想体系。他认为创新是科研的灵魂,但又不是高不可攀的东西。各门学科表面上相差很远,但其内在规律和研究方法往往可以相互借鉴。把其他学科中的概念、方法移植到本学科中来,就是创新。当实验事实与现有理论发生矛盾时,经过认真的分析、思考与推导,提出解决问题的新途径,也是创新。

在多年的实践中徐光宪教授形成了有自己特色的科研指导思想。他善于将理论与实验紧密结合,从实验中提出理论问题研究,在实验探索中发挥理论的指导作用。从大量实验资料中总结出规律并进行理论分析。他心怀国家目标,密切注视学科发展动向,把两者巧妙和灵活地结合起来,推动学科发展,解决国家急需解决的问题。徐光宪热衷于搞基础研究,但也很注重应用研究。他认为基础研究要有中、远期应用前景,得到社会的支持,才有强大的生命力;而应用研究要有基础研究成果做后盾,才可能大步超越别人,起点高才能跻身于国际先进行列。基础与应用研究可以结合起来,并行不悖,互相促进。他在稀土萃取化学及其稀土工业应用方面的工作很生动地体现了这一点。

1951年他回国初期仍在继续从事量子化学研究。当时,国际上对溶液中络合物平衡的研究正在兴起,他敏锐地感觉到这将发展成为无机化学的重要分支,国内也有条件做这方面的工作。于是他迅速抓住这一时机,率先在国内开展溶液中络合过程物理化学的研究。首先是测定溶液中的络合物平衡常数。他还改进了仪器设备,把极谱法的测量精度提高了两个数量级,在国际上较早测定了碱金属和碱土金属与一些阴离子的配位平衡常数。例如当时用极谱法研究络合物,半波电位测定的误差为±10mV,他改进后的装置可测准到士0.1mV,使测量精度提高了100倍。加上用新的实验数据处理方法,得到的结果就更多和更精确,对弱络合体系也可给出较准确的分级络合常数。他在络合平衡常数测定方面的工作很快达到国际先进水平,也带动了国内有关研究工作的开展。这一时期的工作对他后来成功地开展核燃料萃取化学和稀土化学研究奠定了坚实的基础。

1957年,徐光宪被调往技术物理系工作,开展核燃料萃取化学的研究。徐光宪决定首先从系统整理资料入手。他做了上万张文献卡片,经过深入的思考、分析、归纳,于1962年提出了恰当而细致的萃取体系分类方法,随后又在此基础上阐明了若干典型体系的萃取机理,提出了几个关于萃取的一般规律。他还和黎乐民教授联手改进了研究萃取平衡的两相滴定法。他的这些研究成果很快在国际上得到了认同,并迅速运用到我国的原子能工业中去。

徐光宪先生在量子化学和化学键理论、配位化学、萃取化学、稀土化学、串级萃取理论等领域多达300 万字的著述奠定了他在化学界的泰斗地位。

徐先生是中国稀土科技和产业的开拓者和引路人。

徐光宪科研事业的巅峰,与我国稀土工业的发展紧密联系在一起。

70年代美国曾有过一个专利报道,提出用推拉体系萃取分离稀土,但从未用到实际生产中,因为无法实现串级萃取过程。国际上流行的串级萃取理论是L.阿尔德斯提出来的,徐光宪仔细分析了在串级萃取过程中络合平衡移动的情况,发现阿尔德斯串级萃取理论在稀土推拉体系串级萃取过程中是不成立的。于是,徐光宪先生重新设计了一套化学操作流程,并导出与此相应的一套串级萃取理论公式,并在此基础上设计出了一种新的回流串级萃取工艺。

徐先生提出的串级萃取理论, 在世界上处于领先水平, 为我国在稀土元素的开发利用领域做出了重要的贡献, 被国内外专家誉为“理论上的突破, 实践上的创新”。这些原则和方法用于实际生产, 大大提高了我国稀土工业的竞争力, 使我国在稀土分离技术上走到了世界的最前列, 短短十几年从一个稀土匮乏的大国一跃成为世界上最大的稀土出口国, 并占据了国际市场80%的份额, 造就了一个关于稀土的/中国传奇,被国外称为ChinaImpact ( 中国冲击) , 影响深远。

徐先生与稀土结下不解之缘起于1972年,当时,北京大学化学系接到了一项紧急军工任务——分离镨钕。徐光宪接下了这个任务。当时,国际上稀土分离的主流是离子交换法和分级结晶法。两种方法在过程上是不连续的,且成本很高,提炼出的稀土元素纯度也较低,不能适应大规模的工业生产。徐光宪思索再三,决定还是采用自己曾经研究过多年的萃取法来完成这项艰巨的任务。

镨钕分离是稀土元素分离中的难点,但徐光宪面临的困难远不是想象的那么简单。在他之前,还没有人将萃取法真正运用到分离稀土元素的实际生产过程中去,很多人都不相信萃取法能够适用于实际工业生产。这不仅是因为当时萃取化学这一学科分支尚未成熟,而且也因稀土元素本身的特性——17种元素要想提纯任何一种,在当时都是极大的挑战。

徐光宪没有因为前方的困难而畏缩。他凭借多年的经验积累及特有的学术敏感,敏锐地看到萃取法用于稀土分离是大有可为的。他信心十足地重复着用萃取法来分离镨钕元素的实验。

在当时,一般萃取体系的镨钕分离系数只能达到1.4~1.5。徐光宪从改进稀土萃取分离工艺入手,通过选择萃取剂和络合剂,配成季铵盐——DTPA推拉体系。最终,他不仅出色地完成了这项紧急军工任务,而且使镨钕分离系数打破了当时的世界纪录,达到了相当高的4。

但是,徐先生并没有满足于已经取得的成果停留在原地,而是希望能够设计一种新的、高效的稀土生产工艺。

1974年9月,徐光宪亲赴包钢稀土三厂主持这一新工艺流程用于分离包头轻稀土的工业规模试验。这种试验短则一两个月,长则半年一年,需要极大的耐心,而且任何一个环节出了问题都会影响到最后的结果。一次失败就意味着不得不再等上几个月才能检验结果,那将是极大的损失。徐光宪凭借多年的经验和踏实细致的工作作风,一次即获得成功,从而在国际上首次实现了用推拉体系高效率萃取分离稀土的工业生产。在这些工作的基础上,他随后陆续提出了可广泛应用于稀土串级萃取分离流程优化工艺的设计原则和方法、极值公式、分馏萃取三出口工艺的设计原则和方法,建立了串级萃取动态过程的数学模型与计算程序、回流启动模式等,并在上海跃龙化工厂实际生产中获得成功。

1975年8月,第一次全国稀土会议在京召开。徐光宪在会上提出了自己的串级萃取理论,引起巨大轰动。此项科研成果迅速在全国推广开来。

但徐光宪并没有满足。萃取液的配置和各种参数的确定对生产者来说仍然是一件极为繁琐的事。徐光宪决定把这样一项复杂的生产工艺“傻瓜化”。经过艰苦探索,1976年他和李标国、严纯华等人又共同研究成功了稀土萃取分离工艺的一步放大技术,传统的串级萃取小型试验被计算机模拟代替,实现了经过小试、扩试,放大到工业生产规模,大大缩减了新工艺设计到生产的周期,是我国稀土分离技术达到国际先进水平。经十多年的推广应用,为国家创造了巨大的经济效益。

来自中国的冲击让世界惊叹!从此,我国单一高纯稀土大量出口,使国际单一稀土价格大幅下降,原来曾经长期垄断稀土国际市场的一些国外稀土生产厂商不得不减产、转产甚至停产。中国终于实现了由稀土资源大国向稀土生产大国、稀土出口大国的转变。

同时,徐光宪又是最早呼吁限制稀土产量、控制稀土价格的专家之一。20,以徐先生为代表的15位院士,以“关于保护白云鄂博矿钍和稀土资源,避免黄河和包头受到放射性污染的紧急呼吁”为题,共同上书国务院。他曾坦言,我国虽然是稀土资源大国,却不是稀土高技术产品的生产大国,稀土许多高技术产品和专利都掌握在国外少数公司手中,他们将这些技术视为高度机密,而我国高技术稀土产品少,长期以来只能依赖低价出口稀土矿物、混合稀土及许多初级产品,然后再高价进口深加工稀土产品。

10月8日,国土资源部公布了20省级稀土等矿产资源开发整合重点挂牌督办矿区名单,徐光宪随即建议我国建立稀土储备体系,以防将来受制于人。“伴随着中国稀土的大量流失,中国稀土大国的地位将受到威胁。”徐光宪表示。他举例说,包头的白云鄂博主东矿稀土利用率不到10%,浪费了10%至15%,保留在尾矿中的仍有75%至80%,同时对钍的利用率为零。而按照目前的开采速度,该矿将在30年内耗尽。“我国每年对于稀土的需求量大约为5至6万吨,占全国开采总量的一半以上,如果按照目前的开发速度,几十年后,中国将由‘稀土大国’变成‘稀土紧缺国’,这对于我国高端技术的发展极为不利。”他说。

同时他指出,稀土作为高新技术不可缺少的战略性资源,中国又是世界稀土储量最丰富,产量最大的国家,长期以来在国际稀土市场却没有定价权。目前的稀土价格只有1985年的一半左右,还有很大的上升空间。发达国家将本国的稀土资源封存起来,享用中国的高质量廉价稀土。几十年后如果我国的稀土资源紧缺,将可能不得不面对成百上千倍的稀土价格。由此,徐光宪强烈呼吁国家严格控制稀土开采量,建立稀土储备制度,并拨出一定经费用于在价格低迷时收购稀土作为战略储备,借以收回稀土的国际定价权!

高考化学40个常错知识点

1、常错点:错误地认为酸性氧化物一定是非金属氧化物,非金属氧化物一定是酸性氧化物,金属氧化物一定是碱性氧化物。

辨析:酸性氧化物与非金属氧化物是两种不同的分类方式,酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如CrO3、Mn2O7是酸性氧化物;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO、NO和NO2等。

碱性氧化物一定是金属氧化物,而金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Al2O3是两性氧化物,CrO3是酸性氧化物。

2、常错点:错误地认为胶体带有电荷。

辨析:胶体是电中性的,只有胶体粒子即胶粒带有电荷,而且并不是所有胶体粒子都带有电荷。如淀粉胶体粒子不带电荷。

3、常错点:错误地认为有化学键被破坏的变化过程就是化学变化。

辨析:化学变化的特征是有新物质生成,从微观角度看就是有旧化学键的断裂和新化学键的生成。只有化学键断裂或只有化学键生成的过程不是化学变化,如氯化钠固体溶于水时破坏了其中的离子键,离子晶体和金属晶体的熔化或破碎过程破坏了其中的化学键,从饱和溶液中析出固体的过程形成了化学键,这些均是物理变化。

4、常错点:错误地认为同种元素的单质间的转化是物理变化。

辨析:同种元素的不同单质(如O2和O3、金刚石和石墨)是不同的物质,相互之间的转化过程中有新物质生成,是化学变化。

5、常错点:错误地认为气体摩尔体积就是22.4L·mol-1

辨析:两者是不同的,气体摩尔体积就是1 mol气体在一定条件下占有的体积,在标准状况下为22.4 L,在非标准状况下可能是22.4 L,也可能不是22.4 L

6、常错点:在使用气体摩尔体积或阿伏加德罗定律时忽视物质的状态或使用条件。

辨析:气体摩尔体积或阿伏加德罗定律只适用于气体体系,既可以是纯净气体,也可以是混合气体。对于固体或液体不适用。气体摩尔体积在应用于气体计算时,要注意在标准状况下才能用22.4 L·mol-1

7、常错点:在计算物质的量浓度时错误地应用溶剂的体积。

辨析:物质的量浓度是表示溶液组成的物理量,衡量标准是单位体积溶液里所含溶质的物质的量的多少,因此在计算物质的量浓度时应用溶液的体积而不是溶剂的体积。

8、常错点:在进行溶液物质的量浓度和溶质质量分数的换算时,忽视溶液体积的单位。

辨析:溶液物质的量浓度和溶质质量分数的换算时,要用到溶液的密度,通常溶液物质的量浓度的单位是mol·L-1,溶液密度的单位是g·cm-3,在进行换算时,易忽视体积单位的不一致。

9、常错点:由于SO2、CO2、NH3、Cl2等溶于水时,所得溶液能够导电,因此错误地认为SO2、CO2、NH3、Cl2等属于电解质。

辨析:(1)电解质和非电解质研究的范畴是化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。

(2)电解质必须是化合物本身电离出阴、阳离子,否则不能用其水溶液的导电性作为判断其是否是电解质的依据。如SO2、CO2、NH3等溶于水时之所以能够导电,是因为它们与水发生了反应生成了电解质的缘故。

10、常错点:错误地认为其溶液导电能力强的电解质为强电解质。

辨析:电解质的强弱与溶液的导电性强弱没有必然的联系,导电性的强弱与溶液中的离子浓度大小及离子所带的电荷数有关;而电解质的强弱与其电离程度的大小有关。

11、常错点:错误地认为氧化剂得到的电子数越多,氧化剂的氧化能力越强;还原剂失去的电子数越多,还原剂的还原能力越强。

辨析:氧化性的强弱是指得电子的难易程度,越容易得电子即氧化性越强,与得电子的数目无关。同样还原剂的还原性强弱与失电子的难易程度有关,与失电子的数目无关。

12、常错点:错误认为同种元素的相邻价态一定不发生反应。

辨析:同种元素的相邻价态之间不发生氧化还原反应,但能发生复分解反应,如Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,此反应中H2SO4表现强酸性。

13、常错点:错误地认为所有的原子都是由质子、电子和中子构成的。

辨析:所有的原子中都含有质子和电子,但是不一定含有中子。

14、常错点:错误地认为元素的种类数与原子的种类数相等。

辨析:(1)同一种元素可能由于质量数的不同会有不同的核素(原子),因此原子的种类数要大于元素的种类数。

(2)但是也有的元素只有一种核素,如Na、F等。

15、常错点:错误地认为最外层电子数少于2的原子一定是金属原子。

辨析:最外层电子数少于2的主族元素有H,属于非金属元素。

16、常错点:错误地认为离子键的实质是阴阳离子的静电吸引作用。

辨析:离子键的实质是阴阳离子的静电作用,包括静电吸引和静电排斥两种作用,离子键是这两种作用综合的(平衡)结果。

17、常错点:错误地认为含有共价键的化合物一定是共价化合物。

辨析:(1)只含有共价键的化合物才能称为共价化合物;

(2)离子化合物中也可以含有共价键,如Na2O2中含有非极性共价键,NaOH中含有极性共价键。

18、常错点:错误地认为增大压强一定能增大化学反应速率。

辨析:(1)对于只有固体或纯液体参加的反应体系,增大压强反应速率不变。

(2)对于恒温恒容条件的气态物质之间的反应,若向体系中充入惰性气体,体系的压强增大,但是由于各物质的浓度没有改变,故反应速率不变。

(3)压强对反应速率的影响必须是引起气态物质的浓度的改变才能影响反应速率。

19、常错点:错误地认为平衡正向移动,平衡常数就会增大。

辨析:平衡常数K只与温度有关,只有改变温度使平衡正向移动时,平衡常数才会增大,改变浓度和压强使平衡正向移动时,平衡常数不变。

20、常错点20 错误地认为放热反应或熵增反应就一定能自发进行。

辨析:反应能否自发进行的判据是ΔG=ΔH-TΔS,仅从焓变或熵变判断反应进行的方向是不准确的。

21、常错点:错误认为任何情况下,c(H+)和c(OH-)都可以通过KW=1×10-14进行换算。

辨析:KW与温度有关,25 ℃时KW=1×10-14,但温度变化时KW变化,c(H+)和c(OH-)不能再通过KW=1×10-14进行换算。

22、常错点:错误认为溶液的酸碱性不同时,水电离出的c(OH-)和c(H+)也不相等。

辨析:由水的电离方程式H2O==OH-+H+可知,任何水溶液中,水电离出的c(OH-)和c(H+)总是相等的,与溶液的酸碱性无关。

23、常错点:酸、碱、盐溶液中,c(OH-)或c(H+)的来源混淆。

辨析:(1)酸溶液中,c(OH-)水电离=c(OH-)溶液;碱溶液中,c(H+)水电离=c(H+)溶液。

(2)盐溶液中,若为强酸弱碱盐,c(H+)水电离=c(H+)溶液;若为强碱弱酸盐,c(OH-)水电离=c(OH-)溶液。

24、常错点:错误认为只要Ksp越大,其溶解度就会越大。

辨析:Ksp和溶解度都能用来描述难溶电解质的溶解能力。但是只有同种类型的难溶电解质才能直接用Ksp的大小来判断其溶解度的大小;若是不同的类型,需要计算其具体的溶解度才能比较。

25、常错点:错误地认为原电池的两个电极中,相对较活泼的金属一定作负极。

辨析:判断原电池的电极要根据电极材料和电解质溶液的具体反应分析,发生氧化反应的是负极,发生还原反应的是正极。

如在Mg—Al—稀H2SO4组成的原电池中,Mg为负极,而在Mg—Al—NaOH溶液组成的原电池中,Al作负极,因为Al可与NaOH溶液反应,Mg不与NaOH溶液反应。

26、常错点:在电解食盐水的装置中,错误地认为阳极区显碱性。

辨析:电解食盐水时,阴极H+放电生成H2,使水的电离平衡正向移动,OH-浓度增大,阴极区显碱性。

27、常错点:错误地认为钠在过量氧气中燃烧生成Na2O2,在适量或少量氧气中燃烧生成Na2O

辨析:钠与氧气的反应产物与反应条件有关,将金属钠暴露在空气中生成Na2O,在空气或氧气中燃烧生成Na2O2

28、常错点:错误地认为钝化就是不发生化学变化,铝、铁与浓硫酸、浓硝酸不发生反应。

辨析:钝化是在冷的浓硫酸、浓硝酸中铝、铁等金属的表面形成一层致密的氧化膜而阻止了反应的进一步进行,如果加热氧化膜会被破坏,反应就会剧烈进行。所以钝化是因发生化学变化所致;铝、铁等金属只在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化,加热时会剧烈反应。

29、常错点:错误地认为,金属的还原性与金属元素在化合物中的化合价有关。

辨析:在化学反应中,金属的还原性强弱与金属失去电子的难易程度有关,与失去电子的数目无关,即与化合价无关。

30、常错点:错误地认为可用酸性高锰酸钾溶液去除甲烷中的乙烯。

辨析:乙烯被酸性高锰酸钾氧化后产生二氧化碳,故不能达到除杂目的,必须再用碱石灰处理。

31、常错点:错误地认为苯和溴水不反应,故两者混合后无明显现象。

辨析:虽然两者不反应,但苯能萃取水中的溴,故看到水层颜色变浅或褪去,而苯层变为橙红色。

32、常错点:错误地认为用酸性高锰酸钾溶液可以除去苯中的甲苯。

辨析:甲苯被氧化成苯甲酸,而苯甲酸易溶于苯,仍难分离。应再用氢氧化钠溶液使苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠,然后分液。

33、常错点:错误地认为苯酚酸性比碳酸弱,故苯酚不能与碳酸钠溶液反应。

辨析:苯酚的电离能力虽比碳酸弱,但却比碳酸氢根离子强,所以由复分解规律可知:苯酚和碳酸钠溶液能反应生成苯酚钠和碳酸氢钠。

34、常错点:错误地认为欲除去苯中的苯酚可在其中加入足量浓溴水,再把生成的沉淀过滤除去。

辨析:苯酚与溴水反应后,多余的溴易被萃取到苯中,而且生成的三溴苯酚虽不溶于水,却易溶于苯,所以不能达到目的。

35、常错点:错误地认为能发生银镜反应的有机物一定是醛。

辨析:葡萄糖、甲酸、甲酸某酯可发生银镜反应,但它们不是醛。

36、常错点:错误地认为油脂是高分子化合物。

辨析:高分子化合物有两个特点:一是相对分子质量很大,一般几万到几百万;二是高分子化合物的各个分子的n值不同,无固定的相对分子质量。而油脂的相对分子质量是固定的,一般在几百范围内,油脂不属于高分子化合物。

37、常错点:使用试管、烧瓶加热液体时,忽视对液体量的要求,所加液体过多。

辨析:用试管加热液体时,液体不能超过试管容积的1/3。用烧瓶加热液体时,液体不能超过烧瓶容积的1/2。

38、常错点:使用托盘天平称量固体药品时,记错药品和砝码位置,称量NaOH固体时,误将药品放在纸上。

辨析:用托盘天平称量药品时,应是左物右码。称量NaOH固体时,应将NaOH放在小烧杯内或放在称量瓶内。

39、常错点:混淆量筒和滴定管的刻度设置,仰视或俯视读数时,将误差分析错误。

辨析:量筒无“0”刻度,且刻度值从下往上增大,滴定管的“0”刻度在上端,从上往下增大。观察刻度时相同的失误,误差相反。

40、常错点:混淆试纸的使用要求,测pH时误将pH试纸用蒸馏水润湿。

辨析:使用石蕊试纸、淀粉KI试纸时要先用蒸馏水润湿,使用pH试纸时,不能将试纸润湿,否则等于将溶液稀释。

篇7:著名无机化学家游效曾院士

著名无机化学家游效曾院士

游效曾,江西吉安人,1934年出生,祖父取“效法先贤曾子,吾日三省吾身”之意为他命名。他始终践行着祖辈的期冀——严谨治学、忘我耕耘。他热爱祖国,忠诚于党的教育事业,崇尚科学,坚持真理,淳朴善良。他淡泊名利,默默耕耘,将心血奉献给化学教育与研究事业,直到生命的最后一刻。

游效曾毕生致力于无机化学的基础研究,特别是配位化合物的合成、结构、成键、性质和光电功能分子材料的研究。他综合运用现代物理方法和理论阐明微观结构和宏观性质,在我国开拓了光电功能配合物这一新领域,取得了具有重大国际影响的卓越成就,先后在国内外学术刊物发表论文1000余篇,获得国家自然科学二等奖1项、三等奖1项,何梁何利科学与技术进步奖,亚洲化学联合会基础研究报告奖,原苏联科学院无机化学研究所秋加叶夫奖及部委级奖励2项。他参与创建了我国第一个“配位化学研究所”和“配位化学国家重点实验室”,并长期指导配位化学国家重点实验室的学术研究,曾两次获得科技部“国家重点实验室金牛奖”,为我国配位化学的发展做出了杰出贡献。

游效曾院士是我国著名的化学教育家,先后担任“物质结构”、“结晶化学”、“结构化学”等基础课和“结构研究方法”等研究生课程的教学工作,所著《结构分析导论》、《配位化合物的结构和性质》、《分子材料——光电功能化合物》等教材深受广大师生欢迎,获科学出版社优秀作者奖。他长期倾心投入教书育人,言传身教,培养和造就了大批无机化学杰出人才,年被评为“全国优秀博士论文导师”,为我国化学教育事业的发展做出了重要贡献。

贫困少年与化学结缘

游效曾的童年在井冈山附近的一个小镇上度过。父亲在离家较远的中学教美术,收入微薄,勉强维持全家生活。终日在田间耕作的母亲虽然目不识丁,但在文风盛行的家乡也略知“孟母三迁”的古训,她希望儿子能努力读书成才。

抗战胜利后,游效曾考入学风严谨的省立南昌二中,11岁的他独自步行60里山路,再坐船顺江而下去南昌。游效曾生前回忆往事,屡次提起 1947年南京大学校友、著名物理学家吴有训教授回母校南昌二中为师生作报告,“大大地激发了青少年爱科学、学科学的热情”。少年游效曾在艰苦的生活环境里,有良好学风的熏陶,有优秀师资的教导,为他结缘化学事业实现科学梦起到了重要的奠基作用。

1949年,中学化学课上的酸碱滴定实验中,溶液在加入了一滴指示剂后,仿佛被施了魔法般的奇异色彩变幻,深深地吸引了游效曾。从此他对化学产生了浓厚的兴趣和迷恋。

1951年,中学毕业的游效曾独自卷了一床破被入读武汉大学化学系。强烈的求知欲让游效曾心无旁骛,几乎把全部精力都用于学习。

1955年夏天,游效曾由于成绩优异被推荐至南京大学攻读研究生。他买了张睡在甲板上的船票,带着一张“贫困生”证明和一卷旧草席,顺江而下来到古城南京,与南京大学的半生缘也就此开始。

游效曾年少时就好奇钻研,求新立异,不喜人云亦云和知其然不知其所以然,这样的性格给了他不断汲取新知识的动力。来到南京大学,游效曾明白,研究化学必须要把数理基础坚实起来,他在两年的时间里选修了不少物理基础课,如梁昆淼的数理方法,程开甲老师的固体物理。又在著名物理化学家李方训先生的指导下,将著名的Guggenheim溶液活度系数公式推广到任意混合电解质溶液,进行了科学研究的大胆尝试。他在科研道路上真正的转折点是受到著名无机化学家戴安邦先生的引导,看到了无机化学与国际上的差距在于基础理论的薄弱,他有幸被推荐参加了理论化学家唐敖庆先生所主持“物质结构讨论班”,在诸多良师益友的学术研讨和启发下,奠定了他物理化学和无机化学理论和实验化学相结合的研究基础。

半个多世纪不辍耕耘

1957年,游效曾研究生毕业后留在南京大学当助教,师从李方训院士,从事电解质溶液理论研究。其间,游效曾担任物理化学、高分子化学、电化学和分析化学的教学工作,独立主讲《物质结构》和《结晶化学》等化学系的基础课,打破了专业的界线,奠定了深厚的化学基础,开拓了广博的知识面。

改革开放以后,游效曾也迎来了科学的春天。1980年,他作为国家教委选派的早期访问学者赴美进修。刚踏上美国这片新奇的土地,游效曾就觉察到我国在配位化学和无机化学领域与世界的差距。他如饥似渴地做实验,常常用功到夜半。一天深夜,著名化学家L.Dahl院士发现竟然还有人亮着灯光,好奇地走进他的办公室。一番交流,他们志趣相投,从理论计算到测定晶体结构,成了最亲密的合作伙伴。访学美国两年多,他沉浸在化学的海洋里,夜以继日地工作。为了使中国很快引进新的科学前沿的新知识,回国以后,游效曾还组织翻译了美国、英国研究生必读配位化学领域的新专著,让中国的研究生尽可能多地吸收国外先进的科学技术,促进了国内无机化学教学和研究的多元性。

归国后,游效曾院士率先在我国提出了“光电功能配合物”这一研究新领域,并在这一领域开展了系统深入的研究,取得了具有重大国际影响的卓越成就。他十年磨成一剑,于1991年由于在“配合物合成、结构和性质”方面的成就获得了国家自然科学三等奖。20,他负责完成的“光电功能配合物及其组装”研究,再获国家自然科学二等奖。

他参与创建了“配位化学研究所”和“配位化学国家重点实验室”,并长期指导配位化学国家重点实验室的学术研究,曾两次获得科技部“国家重点实验室金牛奖”,为我国配位化学的发展做出了杰出贡献。

半个多世纪以来,他投身于化学教育和人才的培养之中,以惊人的毅力编著了《结构分析导论》《配位化学的结构和性质》《分子材料——光电功能化合物》等专著,成为国内这个学科教学和科研的必读著作,他扎实的基础理论功底和渊博的知识,为中国化学学科的知识宝库注入了宝贵的财富。他组织和翻译了《过渡金属化学导论——配位场理论》《群论在化学中的应用》《化学中的物理方法》等国外知名学者编写的著作,这些著作的引进出版促进了国内配位化学、结构化学,以及量子化学理论的教学与普及,让国内的化学家走进了世界化学的前沿。

游效曾教授教书育人60余年。他的学生中涌现出中科院院士、长江学者、国家杰出青年基金、全国百篇优秀博士论文奖获得者、美国总统青年奖、优秀世界青年科学家等,为中外的化学界输送了大量的教学科研人才。

“科学没有捷径可走”

游效曾始终崇尚老实做人、勤恳做事,对待科学的态度就是认真和执着。在他看来,科学没有捷径可走,一分耕耘,一分收获。他培养了数百名硕、博士生,每一名学生的论文他都要逐字逐句反复修改,耐心细致地告诉学生问题所在,他常说,有些现象用化学知识是解释不清的,必须用到物理上的原理。

除了赴异地开会和访问,游效曾的生活轨迹基本上就是家和实验室这“两点一线”。 工作在他心中永远占据着第一的位置,每天有十五六个小时都是在工作中度过。他总对学生说,看文献是自己的“长寿秘诀”,至于办公室,则是“一天不去要难受的”。任何时候出差开会,在飞机上,在汽车上,哪怕是去医院做检查,他都要带一份文献在身上,随时阅读,他总说“时间不够,没有时间。”

几十年来,游效曾没有节假日,大年三十春晚开播了,他还是不肯回家。当时他的家搬到新居近两年了,可是他边走路边思考,常会走回过去的老房子,直到钥匙插不进锁孔,他才突然意识到“我家搬了”。他不知道超市在哪里,没进过任何一家商场,他在吃穿上不曾用过一点点心思。平时家人稍不留意,他穿着不同颜色的鞋就出了门。

在坚持了半辈子这种看似单调的日子后,就在他和同事带领年轻人把我国的配位化学推上发展的快车道之际,积劳成疾的他突然患病住院。而在经过肝移植的生死考验后不久,他躺在床上又看起了专业书和学生的论文,还和医生风趣地讨论起“药物的分子结构和机理”。病愈后的他以能继续他的事业而感到无比欢欣。

常人不知,在游效曾生命的后二十年,他的一只眼睛已经完全失明。肝移植手术出院后,他的身体状况仍然让人担心,视力更是严重下降,年近八旬的游效曾依旧有着非同常人的坚毅。他连续修订了自己两部专著,又增添了很多新理论、新 篇章,其中《配位化合物的结构与性质》一书88万字,《分子材料——光电功能化合物》一书达90万字!这样艰深的专业书籍,编辑看不懂,学生里也找不到能把关校对的人,全靠他自己一字一句修改,从一校到三校,其难度和工作量无法想象。

高考化学50条必考基础知识点

1、掌握一图(原子结构示意图)、五式(分子式、结构式、结构简式、电子式、最简式)、六方程(化学方程式、电离方程式、水解方程式、离子方程式、电极方程式、热化学方程式)的正确书写。

2、最简式相同的有机物:①CH:C2H2和C6H6②CH2:烯烃和环烷烃③CH2O:甲醛、乙酸、甲酸甲酯④CnH2nO:饱和一元醛(或饱和一元酮)与二倍于其碳原子数和饱和一元羧酸或酯;举一例:乙醛(C2H4O)与丁酸及其异构体(C4H8O2)

3、一般原子的原子核是由质子和中子构成,但氕原子(1H)中无中子。

4、元素周期表中的每个周期不一定从金属元素开始,如第一周期是从氢元素开始。

5、ⅢB所含的元素种类最多。碳元素形成的化合物种类最多,且ⅣA族中元素组成的晶体常常属于原子晶体,如金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等。

6、质量数相同的原子,不一定属于同种元素的原子,如18O与18F、40K与40Ca

7.ⅣA~ⅦA族中只有ⅦA族元素没有同素异形体,且其单质不能与氧气直接化合。

8、活泼金属与活泼非金属一般形成离子化合物,但AlCl3却是共价化合物(熔沸点很低,易升华,为双聚分子,所有原子都达到了最外层为8个电子的稳定结构)。

9、一般元素性质越活泼,其单质的性质也活泼,但N和P相反,因为N2形成叁键。

10、非金属元素之间一般形成共价化合物,但NH4Cl、NH4NO3等铵盐却是离子化合物。

11、离子化合物在一般条件下不存在单个分子,但在气态时却是以单个分子存在。如NaCl。

12、含有非极性键的化合物不一定都是共价化合物,如Na2O2、FeS2、CaC2等是离子化合物。

13、单质分子不一定是非极性分子,如O3是极性分子。

14、一般氢化物中氢为+1价,但在金属氢化物中氢为-1价,如NaH、CaH2等。

15、非金属单质一般不导电,但石墨可以导电,硅是半导体。

16、非金属氧化物一般为酸性氧化物,但CO、NO等不是酸性氧化物,而属于不成盐氧化物。

17、酸性氧化物不一定与水反应:如SiO2。

18、金属氧化物一般为碱性氧化物,但一些高价金属的氧化物反而是酸性氧化物,如:Mn2O7、CrO3等反而属于酸性氧物,2KOH+Mn2O7==2KMnO4+H2O。

19、非金属元素的最高正价和它的负价绝对值之和等于8,但氟无正价,氧在OF2中为+2价。

20、含有阳离子的晶体不一定都含有阴离子,如金属晶体中有金属阳离子而无阴离子。

21、离子晶体不一定只含有离子键,如NaOH、Na2O2、NH4Cl、CH3COONa等中还含有共价键。

22.稀有气体原子的电子层结构一定是稳定结构,其余原子的电子层结构一定不是稳定结构。

23.离子的电子层结构一定是稳定结构。

24.阳离子的半径一定小于对应原子的半径,阴离子的半径一定大于对应原子的半径。

25.一种原子形成的高价阳离子的半径一定小于它的低价阳离子的半径。如Fe3+

26.同种原子间的共价键一定是非极性键,不同原子间的共价键一定是极性键。

27.分子内一定不含有离子键。题目中有“分子”一词,该物质必为分子晶体。

28单质分子中一定不含有极性键。

29共价化合物中一定不含有离子键。

30含有离子键的化合物一定是离子化合物,形成的晶体一定是离子晶体。

31.含有分子的晶体一定是分子晶体,其余晶体中一定无分子。

32.单质晶体一定不会是离子晶体。

33.化合物形成的晶体一定不是金属晶体。

34.分子间力一定含在分子晶体内,其余晶体一定不存在分子间力(除石墨外)。

35.对于双原子分子,键有极性,分子一定有极性(极性分子);键无极性,分子一定无极性(非极性分子)。

36、氢键也属于分子间的一种相互作用,它只影响分子晶体的熔沸点,对分子稳定性无影响。

37.微粒不一定都指原子,它还可能是分子,阴、阳离子、基团(如羟基、硝基等)。例如,具有10e-的微粒:Ne;O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+;OH-H3O+、CH4、NH3、H2O、HF。

38.失电子难的原子获得电子的能力不一定都强,如碳,稀有气体等。

39.原子的最外电子层有2个电子的元素不一定是ⅡA族元素,如He、副族元素等。

40.原子的最外电子层有1个电子的元素不一定是ⅠA族元素,如Cr、ⅠB族元素等。

41.ⅠA族元素不一定是碱金属元素,还有氢元素。

42.由长、短周期元素组成的族不一定是主族,还有0族。

43.分子内不一定都有化学键,如稀有气体为单原子分子,无化学键。

44.共价化合物中可能含非极性键,如过氧化氢、乙炔等。

45.含有非极性键的化合物不一定是共价化合物,如过氧化钠、二硫化亚铁、乙酸钠、CaC2等是离子化合物。

46.对于多原子分子,键有极性,分子不一定有极性,如二氧化碳、甲烷等是非极性分子。

47.含有阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体。

48.离子化合物不一定都是盐,如Mg3N2、金属碳化物(CaC2)等是离子化合物,但不是盐。

49.盐不一定都是离子化合物,如氯化铝、溴化铝等是共价化合物。

50.固体不一定都是晶体,如玻璃是非晶态物质,再如塑料、橡胶等。

篇8:最伟大的天然有机化学家 ——Robert Burns Woodward

最伟大的天然有机化学家 ——Robert Burns Woodward

1 Woodward生平简介

194月10日Woodward生于美国马萨诸塞州波士顿,从小就对化学抱有浓厚的兴趣,据说他在12岁时就完成了《有机化学的实用方法》(LudwigGattermann’s Practical Methodsof Organic Chemistry)一书中所有的实验。1933年Woodward就读于麻省理工学院(MassachusettsInstitute of Technology,MIT),入学一年后,由于只专注于化学课程的学习,Woodward其他课程的成绩并不理想,因此一度面临退学。此时曾主持Woodward面试的JamesFlack Norris教授(1871—1940,认为他是个难得的化学天才,帮助其留在MIT完成了学业,并于1936年取得了学士学位。取得学士学位一年后的1937年,年仅20岁的Woodward又获得了博士学位,毕业论文是《麦角酸的研究》(Studieson lysergic acid),导师是James Flack Norris教授与AveryAdrian Morton教授(1892—1987,在这期间Woodward还完成了雌激素酮(estrone,1,图3)的合成[1]。毕业后的Woodward于1937在伊利诺伊大学(University of Illinois)担任了一段时间博士研究员(instructorship),同年夏天回到哈佛大学任Elmer Peter Kohler教授(1865—1938)的研究助理,一年后成为哈佛研究员协会(Harvard Societyof Fellows)初级会员。1941年1月Woodward成为哈佛大学化学系讲师,于1944年晋升为助理教授;1946年,29岁的Woodward升为副教授,并被聘为终身教授(tenured professor),1950年升为正教授,终生在哈佛任教。Woodward从博士毕业到成为教授仅仅用了时间,这一晋升速度在美国学界并不多见。1963年Woodward兼任瑞士巴塞尔大学(University of Basel)伍德沃德研究所(The Woodward ResearchInstitute)所长[2]。1934年Woodward发表第一篇研究论文[3],1979年去世时已发表论文196篇,1993年他的最后一篇署名论文发表[4],至此总共发表论文数量达200篇。Woodward教授一生培养了400名博士生和博士后,在有机化学理论、紫外、红外光谱和旋光谱研究、生物合成、天然产物结构研究、天然产物全合成等多个领域都取得了举世瞩目的成就。

2 紫外、红外光谱和旋光谱研究

在20世纪40年代以前,现代波谱和质谱技术以及核磁共振能技术尚未发展起来,天然产物的结构鉴定还是件相当困难的事情,不仅工作量大,而且费时,既需要无比的耐心与细致,更离不开深厚的化学功底,即便如此,错误仍然难以避免。例如,1927年诺贝尔奖获得者HeinrichOtto Wieland(1877—1957)在发表获诺贝尔奖演讲时所给出的胆固醇(cholesterol)甾体母核结构也存在错误,至1929、1932年才被Otto Paul Hermann Diels(1876—1954)的脱氢反应和X光衍射更正[5-6而Woodward的首个重要贡献就是将各种光谱手段引入天然产物结构研究,这也是他进行化合物结构鉴定的一大特色[7]。

1940—1942年,Woodward先后发表多篇论文详细地描述了紫外光谱(ultraviolet spectroscopy,UV)和分子结构之间的关系,证实了研究有机化合物的结构时利用物理方法比化学方法更为有效,并由此于1945年引出了众所周知的“伍德沃德规则(Woodward rules)”,即著名的“酮规则(ketone rules)”,用来计算含有共轭双烯衍生物的发色基团(chromophores)紫外光图谱的最大吸收波长(absorption maximum,λmax)。利用这个规则,可以预算烷基或羰基取代的共轭二烯或三烯等的紫外吸收峰与化合物的关系,所得的结果与实验数据非常吻合,其准确度一般可达2~3nm误差之内[8-11]。同一时期,在哈佛大学的资深教授Louis Frederick Fieser(1899—1977),曾因合成维生素K而成为1941年和1942年诺贝尔奖竞争者,也是著名天然药物化学家中西香尔教授(1925—)的导师。1959年Fieser教授用新的实验数据修正了伍德沃德的规则,形成了适合多烯化合物的Woodward-Fieser rules[12]。Woodward曾用该方法将3-acetoxy-6-keto-7-hydroxy-Δ4-chloestene(2,图5)的结构修正为3-acetoxy-Δ5-(6)-norcholestene-7-carboxylicinstead[13]

进入1950年,Woodward又意识到红外光谱的重要意义,并在红外光谱(infrared pectroscopy,IR)鉴定有机物结构方面做出了重要的奠基工作。在合成利血平时,他测试了30余张红外光谱用以监测反应进程,并首次将混合物进行红外光谱分析,纠正了当时许多化学家把红外光谱仅用于测定纯有机物的习惯,Woodward认为这不仅会限制红外光谱的使用范围,也会降低这一方法的检测效果。他号召化学家应将其运用于反应进行时混合物的测定,这不但可以获得产物的结构,还可以为反应的进行及机制研究提供重要的线索。Woodward这些开创性工作给波谱学应用带来了一场革命,也为日后质谱和核磁共振技术应用于化合物结构研究起到了重要的推动作用[14]。

20世纪50年代,旋光分散法(optical rotatory dispersion,ORD)开始广泛被应用于确定有机化合物的绝对构型(absolute configuration)。1952—1957年,美国州立韦恩大学(Wayne State University)从事甾体化合物研究的避孕药之父Carl Djerassi(翟若適,1923—,图6)教授收集了大量甾体化合物

的旋光数据。1958年Djerassi教授在哈佛一个讲座中遇到Woodward,以及William E.Moffitt教授(1925—1958)与他的学生AlbertMoscowitz(1929—),他们开始一起研究旋光分散法的理论,总结出了八区律规则(octantrule),并于1961年发表[15-16]。八区律规则的一个经典实例是用于环酮(cyclic ketones)的结构预测[17]:将3-甲基环己酮(3R or 3S-methylcyclohexanone)置于坐标系统中,羰基周围的空间被相互垂直的平面分为8个区域,其中羰基位于Z轴,与羰基相连的2个原子a、b处于YZ平面上(图7-a)。周围原子通过影响羰基(λmax=284 nm)π-p*跃迁(π-p* transition),产生贡献不同的Cotton效应(Cotton effect)[18],根据分析各个区域中原子的Cotton效应贡献,从而预测3-甲基环己酮的立体构型(图7-b)[19]。

3 有机化合物结构研究

1945—1964年,Woodward利用多种光谱方法完成了10余个化合物(图8)的结构鉴定,包括青霉素(penicillin,1945,4)[20]、马钱子碱(strychnine,士的宁,1947,5)[21-24]、棒曲霉素(patulin,展青霉素,1948,6)[25]、山道年酸[26](santonic acid,1948,7)、二茂铁(ferrocene,1952,8)、土霉素(terramycin,合霉素、地霉素,1952,9)[27]、cevine(1954,10,与Barton共同完成)、碳霉素(carbomycin,magnamycin,卡波霉素,1957,11)[28]、胶毒素(gliotoxin,1958,12)、玫瑰树碱(ellipticine,1959,13)、蜡梅碱(calycanthine,1960,14)、竹桃霉素(oleandomycin,1960,15)、链黑菌素(streptonigrin,1963,16)与河豚毒素[29](tetrodotoxin,1964,17)。

在这些天然产物中,对于青霉素[20]、马钱子碱[21]的结构鉴定结果还引发了Woodward与另一位化学大师——1947年诺贝尔奖获得者RobertRobinson教授(1886—1975,图9)间的学术争论。二战时期英美两国合作共同研究青霉素,Robinson关于青霉素的结构提出了噻唑啉-噁唑环结构(thiazolidine-oxazolone,19)假设,而Woodward则支持四元内酰胺结构(β-lactam,18)假设(图10)。后来牛津大学的女科学家Dorothy Hodgkin(1910—1994,图9)于1945年通过X光衍射确定了青霉素的结构,证明Woodward等提出四元环不饱和内酰胺结构设想是正确的[20]。

马钱子碱又名番木鳖碱,是18Pierre Joseph Pelletier和Joseph Bienaimé Caventou从热带植物番木鳖种子中分离得到的剧毒生物碱。1838年,Victor Regnaut定出其分子式是C21H22N2O2。马钱子碱的结构被Robinson称为结构鉴定的珠穆朗玛峰[30],这也是他毕生研究的课题,Robinson教授一生共发表54篇关于马钱子碱化学结构的论文。1910—1932年Robinson和他的导师William Henry Perkin(1838—1907)发表了一系列文章,证明马钱子碱是一个吲哚衍生物;1932年Robinson又与德国化学家FriedrichHermann Leuchs(1879—1945)证明了环-III和环-IV;1945年VladimirPrelog(1906—)证明环-VI是一个六元环;1947年Woodward证明环-V是一个五元环,而不是Robinson所提出的结构(图11)[21-24]。1954年Woodward合成了马钱子碱[31-32]。

20世纪中期,土霉素的结构鉴定是学术界的一大难题。Woodward的同事、1969年诺贝尔奖获得者Derek Harold Richard Barton(1918—1998)曾评论道:“最天才的结构分析当属解决土霉素的结构问题,这个问题工业价值很大,引得众多杰出的化学家们纷纷投入这项工作中来。在研究过程中,许多实验虽然在操作上没有出现问题,但是却得不到正确的结果,这使得研究数据过于繁多,容易引起误导。据说Woodward在听取报告后,拿出一大张卡片将全部研究数据写在上面,静思良久后,便推导得出了土霉素的正确结构。这在当时是无人能及的。”通过这一实例,Woodward展现了深厚的化学理论功底、高超的思维能力与敏锐的科研直觉。

1951年,杜肯大学(Duquesne University)的Peter Ludwig Pauson(1925—)和他的学生TomKealy发现了1个金属有机化合物(图12),并将成果发表在Nature杂志上[33]。1952年Woodward和在哈佛工作的英国化学家Geoffrey Wilkinson(1921—1996,图12)读到了这篇文章,并认为其中关于结构的分析结果不正确。Woodward与Wilkinson一道提出了二茂铁(图12)新颖的四方反棱柱(antiprismatic)结构[34]。二茂铁分子由有机分子和铁原子构成。二茂铁也引发了金属有机化学的研究热潮,这个事件被当作是金属有机化学的开端。Wilkinson也因为此项工作所取得的成绩而荣获1973年的诺贝尔化学奖。

4 天然产物全合成研究

20世纪40年代前,有机化学发展的主流还是天然产物的结构鉴定,天然产物的全合成还是一件非常让人望而生畏的工作,是Woodward开创了天然产物的全合成的先河。从现在的角度来看,他的一些合成工作似乎并不困难如奎宁,但是在20世纪40~60年代不对称合成尚未兴起,那时在合成过程中构建一个手性中心是很困难的。Woodward凭借构建刚性骨架,迫使分子采取一定的构型,以此来构建手性中心,先后合成了奎宁(quinine,1944,20)、可的松(cortisone,1951,21)、胆固醇(cholesterol,1951,22)、马钱子碱(strychnine,1954,5)[32-33]、秋水仙碱(colchicine,1953,23)[35]、麦角酸(lysergic acid,1956,24)[36]、利血平(reserpine,1956,25)、前列腺素(prostaglandinF2a,1973,26)[37]、红霉素(erythromycin,1981,27)、头孢菌素(cephalosporin,1966,28)[38]、维生素B12(vitamin B12,1973,29)等化合物。他将有机合成的技巧提高到一个前所未有的水平,因此被尊称为现代有机合成之父[39]。本文仅在Woodward全合成的众多天然产物(图13)中选取几个经典案例进行简要介绍。

失分最严重的实验简答题

1. 实验前应如何检查该装置的气密性?(以试管为例)

答:(1)微热法:塞紧橡皮塞,将导管末端伸入盛水的烧杯中,用手捂热(或用酒精灯微热)试管,烧杯中有气泡产生,冷却后,导管末端回升一段水柱,说明气密性良好。

(2)液差法:塞紧橡皮塞,用止水夹夹住导气管的橡皮管部分,从长颈漏斗中向试管中注水,使长颈漏斗中液面高于试管中液面,过一段时间,两液面差不变,说明气密性良好。

(若为分液漏斗,塞紧橡皮塞,用止水夹夹住导气管的橡皮管部分,向分液漏斗中加入一定量的水,打开活塞,若分液漏斗中液体滴下的速率逐渐减慢至不再滴下,说明气密性良好。)

2. 在进行沉淀反应的实验时,如何认定沉淀已经完全?

答:在上层清液中(或取少量上层清液置于小试管中),滴加沉淀剂,若不再产生沉淀,说明沉淀完全。如粗盐提纯实验中判断BaCl2已过量的方法是:在上层清液中再继续滴加BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量。

3. 化学实验中,过滤后如何洗涤沉淀?怎样检验沉淀是否洗涤干净?(以BaCl2沉淀Na2SO4为例)

答:向过滤器中注入蒸馏水,使水面没过沉淀物,待水滤出后,再加水洗涤,重复操作2-3次。

取少量最后一次洗涤洗液,滴加AgNO3溶液,若无沉淀产生,说明已洗涤干净。

4. (1)用图1(图一)装置进行喷泉实验,上部烧瓶已充满干燥氨气,引发水上喷的操作是___________。该喷泉的原理是________________。

(2)如果只提供如图2的装置,请说明引发喷泉的方法。________。

答:

(1)打开止水夹,挤出胶头滴管中的水。氨气极易溶解于水,致使烧瓶内压强迅速减小。

(2)打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,氨气与水接触,即发生喷泉。

5. 引发铝热反应的操作是什么?

答:加少量KClO3,插上镁条并将其点燃。

6. 常用的试纸有哪些?应如何使用?

答:(1)试纸种类:① 石蕊试纸(红、蓝色):定性检验溶液的酸碱性;② pH试纸:定量(粗测)检验溶液的酸、碱性的强弱;③ 品红试纸:检验SO2等有漂白性的物质;④ 淀粉KI试纸:检验Cl2等有强氧化性的物质;⑤ 醋酸铅试纸:检验H2S气体或其溶液。

(2)使用方法:① 检验液体:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒(或胶头滴管)点在试纸中部,观察试纸颜色变化。② 检验气体:一般先用蒸馏水把试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,并使其接近试管口,观察颜色变化。

(3)注意事项:① 试纸不可伸人溶液中也不能与管口接触。② 测溶液pH时,pH 试纸不能先润湿,因为这相当于将原来溶液稀释了。

7. 烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸原理是什么?

答:当气体被吸收时,液体上升到漏斗中,由于漏斗的容积较大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的液体又流回烧杯内,从而防止了倒吸。

8. 只用一种试剂如何鉴别 AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四种溶液?

答:四种溶液各取少量,分别滴加FeCl3溶液,其中有白色沉淀生成的原溶液是AgNO3溶液,溶液变为血红色的原溶液是KSCN,有红褐色沉淀生成的原溶液是NaOH溶液,无明显变化的是稀H2SO4。

9. 在如右图(图二)所示装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备Fe(OH)2。

(1)在试管里Ⅰ加入的试剂是 。

(2)在试管里Ⅱ加入的试剂是 。

(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是 。

(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是:。

答:(1)稀硫酸和铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度,当排出的氢气纯净时,再夹紧止水夹(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入。

10. 现在一个分液漏斗中,有水和苯的混合物,静置后,液体明显分为二层。请在滴管、试管、水、苯中选择器材和药品,用实验说明哪一层是水,哪一层是苯。

答:将分液漏斗中下层液体放入试管中少量,然后用滴管加入少量水(或苯),若试管内液体分层,则分液漏斗下层液体为苯(或水),若试管内液体不分层,则分液漏斗下层液体为水(或苯)。

11. 如何检查容量瓶是否漏液?

答:往瓶内加入一定量水,塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立过来,观察瓶塞周围是否有水漏出。如果不漏水,将瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧,仍把瓶倒立过来,再检查是否漏水。

12. 在中和滴定实验操作的要点是什么?如何判断滴定终点?(以标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸为例,酚酞作指示剂)

答:左手控制活塞(玻璃珠),右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,当滴入最后氢氧化钠溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不恢复。

13. 滴有酚酞的氢氧化钠通入SO2后溶液褪色,试通过实验证明。

答:向褪色后的溶液中再滴过量的氢氧化钠溶液,若溶液还能变红,说明是SO2酸性所致,若溶液不再变红,说明是SO2的漂白性所致。

14. 焰色反应应如何操作?

答:将铂丝用盐酸洗过后放到无色火焰上灼烧至无色,再用铂丝蘸取样品,放到火焰上灼烧,观察火焰的颜色,(若是钾元素,则必须透过蓝色钴玻璃片观察)。

15. 如何进行结晶蒸发操作?

答:将溶液转移到蒸发皿中加热,并用玻璃棒搅拌,待有大量晶体出现时停止加热,利用余热蒸干剩余水分。

16. 下列实验设计和结论相符的是

A. 将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇,振荡后静置,可将碘萃取到乙醇中

B. 某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体水溶液一定显碱性

C. 某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定有SO42-

D. 在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加热,除去过量的Cl2,即可得到较纯净的FeCl3溶液

答案:B

17. 下列有关实验的叙述,不正确的是___。

A. 用渗析法分离淀粉中混有的NaCl杂质

B. 配制银氨溶液时,将稀氨水慢慢滴加到硝酸银溶液中,产生沉淀后继续滴加到沉淀刚好溶解为止

C. 配制100g10%的硫酸铜溶液时,称取10g硫酸铜晶体溶解于90g水中

D. 鉴别溴乙烷:先加NaOH溶液,微热,冷却后再加AgNO3溶液

E. 将一定量CuSO4和NaOH溶液混合后加入甲醛溶液,加热至沸腾,产生黑色沉淀,原因可能是NaOH量太少

F. 进行中和热测定实验时,需测出反应前盐酸与NaOH溶液的各自温度及反应后溶液的最高温度

G. 用胶头滴管向试管滴液体时,滴管尖端与试管内壁一般不应接触

H. 配制FeCl3溶液时,向溶液中加入少量Fe和稀硫酸

I. 滴定用的锥形瓶和滴定管都要用所盛溶液润洗

J. 分液时,分液漏斗中下层液体从下口流出,上层液体从上口倒

K. 配制硫酸溶液时,可先在量筒内加入一定体积的水,再在搅拌下慢慢加入浓硫酸

答案:C D H I K

18.亚铁是血红蛋白的重要组成成分,起着向人体组织传送O2的作用,人如果缺铁就可能出现缺铁性贫血,但是摄入过量的铁也有害。下面是一种补铁药品说明书中的部分内容:该药品为无水碱式盐,含Fe2+ 34%~36% ,是薄衣片,……,与VC(维生素C)同服可增加本品吸收。

某同学设计实验对其中的铁成分进行了验证。请一起完成该实验:

第一步:查阅资料得知,双氧水可以氧化SCN- 生成N2、CO2和SO42-,也可以将Fe2+氧化成Fe3+。

第二步:向去掉糖衣、研磨好的药品中加稀盐酸,出现淡绿色浑浊液,说明有 离子存在(填离子符号);

第三步:往上述溶液中滴入几滴KSCN溶液,出现浅红色,说明溶液中有少量Fe3+离子存在。该离子存在的原因可能是(填序号):

①药品中的铁本来就是以三价铁的形式存在;

②在制药过程中生成少量三价铁;

③本实验过程中有少量三价铁生成。

第四步:将第三步所得溶液分成2份,分别装在A、B两个试管中。

第五步:向A试管的溶液中加入少量稀硫酸,再慢慢滴入过量的H2O2溶液,溶液的红色先变深,之后红色逐渐褪去。红色变深的原因是(用离子方程式表示):__;溶液红色又褪去的原因可能是: ;请自选中学实验室中常用仪器、药品,设计实验证明你的推测:;

第六步:向B试管的溶液中加入一片VC片,片刻后溶液红色也褪去,说明VC有 性;怎样理解药品说明中所述“与VC同服可增加本品吸收”这句话?。

答案:第二步:Fe2+ ; 第三步:②③第五步:2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O

Fe3++3SCN- Fe(SCN)3(血红色)H2O2氧化SCN-,使平衡Fe3++3SCN- Fe(SCN)3左移,红色消失取一支试管,加入少量FeCl3溶液和几滴KSCN溶液,溶液变为红色,再加入适量H2O2振荡,产生气泡,红色褪去,说明是H2O2氧化了溶液的SCN-离子使溶液褪色.

篇9:化学家励志语录精选

化学家励志语录

1) 我国著名化学家傅鹰教授曾说:“化学给人以知识,化学史给人以智慧。”

2) 科学的种子,是为了人民的收获而生长的。——门捷列夫(俄罗斯化学家)

3) 如果能随理想而生活,本着正直自由的精神,勇敢直前的毅力,诚实不自欺的思想而行,一定能臻于至美至善的境地。 ——居里夫人(波兰化学家)

4) 智慧和幻想对于我们的知识是同样必要的,它们在科学上也是同等的地位。李比希(德国化学家)

5) 工作使一切美好,思想能创造新的生命。——诺贝尔(瑞典化学家)

6) 化学家傅鹰先生曾说,只有实验才是化学的“最高法庭”。

7) 我国著名化学家戴安邦先生指出:只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求,既传授化学知识与技能,又训练科学方法和思维。

8) 我国著名化学家戴安邦先生说过;“化学实验室应该是学生学习的最有效和收获最丰富的场所,培养化学科学素质,不仅要传授知识,最重要的是发展学生的智力。智力因素包括动手、观测、查阅、记忆、思维、想象、表达七种能力,其中思维是智力因素的核心。上述全部质量因素在化学实验教学中皆能得到一定的训练,而且非智力因素也与所增长。”

9) 我国化学家戴安邦先生指出:“只传授知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技能,又训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主题,在教师的指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使多项智力因素皆得到发展,故化学实验是全面化学教育的一种最有效的教学形式。”

10) 诺贝尔奖金获得者,美籍华人李政道教授说得好:“实验无论如何都不会国防。”

11) 科学是没有国界的,因为它是属于全人类的财富,是照亮世界的火把,但是学者是属于祖国的。 ——巴斯德(微生物学家,化学家)

12) 天才只意味着终身不懈的努力。——门捷列耶夫(俄国化学家)

13) 希望你们年青的一代,也能像蜡烛为人照明那样,有一分热,发一分光,忠诚而忠踏实地为人类伟大的事业贡献自己的力量。 ——法拉第(英国物理学家、化学家)

14) “化学——人类进步的关键”——西博格(美国著名化学家、诺贝尔化学奖获得者)。

15) “勤能补拙,勤俭立业”——候德榜(中国化学工业奠基人)

16) 一旦科学插上幻想的翅膀,它就能赢得胜利。

17) 拼命去取得成功,但不要期望一定会成功。法拉第(英国)

18) 一个科学家应该考虑到后世的评论,不必考虑当时的辱骂或称赞。(法国生化学家巴斯德)

19) 我们几乎不为现在而思考。即使偶而思考,也仅仅为了处理未来,才偶然想到从现在获得一些指引的光。现在绝不是我们的目的。过去和现在只是我们的手段,惟有未来才是目的。(法国生化学家巴斯德)

20) 立志是一件很重要的事情。工作随着志向走,成功随着工作来,这是一定的规律。立志、工作、成功,是人类活动的三大要素。立志是事业的大门,工作是登堂入室的旅程。这旅程的尽头就有个成功在等待着,来庆祝你的努力结果。(法国生化学家巴斯德)

21) 字典里最重要的三个词,就是意志、工作、等待。我将要在这三块基石上建立我成功的金字塔。(法国生化学家巴斯德)

22) 当你做成功一件事,千万不要等待着享受荣誉,应该再做那些需要的事。(法国生化学家巴斯德)

23) 不论你们从事何种职业,都不要被非难和无聊的怀疑主义所动摇,不要自己因国家所经历的一时忧患而沮丧。(法国生化学家巴斯德)

24) 学习这件事不在乎有没有人教你,最重要的是在于自己有没有觉悟和恒心。法拉第(英国物理学家,化学家)

25) 我不能说我不珍惜荣誉,并且我承认它很有价值,不过我却从来到为追求这些荣誉而工作。(英国物理学家,化学家)

26) 对我来说,不学习,毋宁死。(俄罗斯化学家罗蒙诺索夫)

27) 科学给青年以营养,给老人以慰藉;她让幸福的生活锦上添花,她在你不幸的时刻保护着你。(俄罗斯化学家罗蒙诺索夫)

28) 攻克科学堡垒,就像打仗一样,总会有人牺牲,有人受伤,我要为科学而献身。(俄罗斯化学家罗蒙诺索夫)

29) 没有疑问,哲学与科学在许多方面是互相促进的。为了能够作真实和正确的判断,必须使自己的思想摆脱任何成见和偏执的束缚。(俄罗斯化学家罗蒙诺索夫)

30) 现在,我怕的并不是那艰苦严峻的生活,而是不能再学习和认识我迫切想了解的世界。对我来说,不学习,毋宁死。(俄罗斯化学家罗蒙诺索夫)

31) 科学家不是依赖于个人的思想,而是综合了几千人的智慧,所有的人想一个问题,并且每人做它的部分工作,添加到正建立起来的伟大知识大厦之中。(卢瑟福)

化学家肖莱马的故事

1) 共产主义者化学家肖莱马当卡尔·肖莱马还健在时,伟大的革命导师恩格斯这样称赞他:“这位朋友既是一位优秀的共产主义者,又是一位优秀的化学家。”在肖莱马逝世后,恩格斯特意为他写了一篇传记性的悼文,对他的一生作出了全面的评价。为什么肖莱马能获得恩格斯的这么高的评价呢?

2) 从学徒工到化学家

3) 卡尔·肖莱马于1834年9月30日诞生于德国黑森林州达姆斯塔德城的一个手工业工人家庭。父亲约翰是个穷木匠,母亲罗特是个纯朴的家庭妇女,他们一共有9个孩子,卡尔是最大的孩子。1850年卡尔争取到本城一所职业学校受教育,可是到1853年就回家境困难而辍学。他非常喜欢化学,因此他来到一家药房当学徒。由于他勤奋好学,很快成为药剂师的得力助手。1856年他来到海德堡一家药店当配药助手,在海德堡大学,著名的化学家本生正 在主讲化学,肖莱马想方设法去旁听本生的演讲。本生的精湛实验演示和生动的报告使肖莱马更向往化学,这时候他暗下决心。一定要作一名化学家。

4) 1859年,他仅靠自己谋生所积蓄的钱,投考著名化学家李比希主持的吉森大学化学系。这是当时全世界青年化学家所向往的圣地。又因学费不足,肖莱马只读了一个学期便离开了学校。好在这一学期里,由于他的发奋努力,学完了作为实验基础的分析化学课,通过学习和训练,他基本上掌握了化学实验的技巧。同时在这学期内,他还听了著名化学史家柯普的化学史课程,初步培养了他对科学史的爱好。离校和失业并没有影响肖莱马对化学科学的追求。此时恰逢英国曼彻斯特的欧文斯学院化学教授罗斯科招聘一名私人的实验助手,肖莱马闻讯立即赶赴英国,只身远离祖国,来到英国这一工业城市,经过努力终于成为罗斯科的实验助手。在这里他很满意,一是可以继续学习化学的有关课程,二是可以更多地、又是独立地进行化学实验。从这时起,肖莱马总算实现了他的宿愿,步入了化学研究的大门。他一面自学,一面研究,很快取得到了许多成果,

5) 1871年被破格选为英国皇家学会会员,1874年成为欧文斯学院的第一个有机化学教授。他在英国定居了30多年,一直到1892年逝世。

6) 有机化学的奠基人

7) 肖莱马对有机化学发展最主要的贡献是对脂肪烃的系统研究。从1862年起,他从煤焦油和石油中先分离出戊烷、己烷、庚烷和辛烷,仔细地测定了这些脂肪烷烃的沸点等物理常数,分析了它们的元素组成,并通过测定其蒸汽密度求出了其分子量。随后他继续对甲烷、乙烷、丙烷、丁烷直到辛烷都作了深入研究,又通过卤化、水解、氧化、酯化等反应制备并考察了这些烷烃的衍生物,如卤化物、饱和一元醇、脂肪酸、醛、酮及酯等,实现了一系列有机合成。这种系统的基础的研究,极大地丰富了人们对脂肪烃的认识。在他以前,化学家只对个别的、最低的几种烷烃进行过研究,人们对脂肪烃的认识是零散和无规律的。正是肖莱马开创了脂肪烃、包括高级烃在内的系统研究,可以说今天我们对脂肪烃的有关知识,最初就是由肖莱马提供的。为了了解和掌握脂肪烃的系统知识,肖莱马不仅付出了辛勤的劳动,而且还是冒着很大的风险的。由于各种脂肪烃的知识还是空白,实验研究中发生爆炸事故是难以避免的。对此,恩格斯描绘肖莱马时说:“那时候,他常常脸上带着血斑和伤痕来看我。跟脂肪烃打交道可不是闹着玩的;这些大部分还没有被认识的物质,总是在他手上爆炸,这样他就得到了不少光荣的伤痕。只是因为戴着眼镜,他才没有为此而丧失视力。”

8) 1357年,德国化学家凯库勒提出了碳原子是四价和碳原子间可以相互连成键状的学说。这学说是有机化学的基本理论,也是有机化学发展的关键点。然而这学说的基本观点和思想并没有立即为广大化学家所接受,特别对于碳原子的四价是否等同,碳原子间又是如何相连。认识很不统一。最伤脑筋的是如何运用这一学说来解释有机化学中大量存在的异构现象。在当时有人就认为碳的四价是相异的,并以此来解释同分异构现象。有人认为乙烷存在CH3一CH3(甲基)和CH3一H(氢化乙基)两种异构物,并由此推广认为CnH2n+2烷烃也应有类似的两个系列的异构物。为此肖莱马选择了这一课题作为自己的攻关对象。1862-1864年3年里,他做了大量的相关实验,最后以雄辩的事实证明碳原子的四价的同一性,推翻了上述关于烷烃存在两个结构系列的假定,清楚地阐明正因为碳原子以其等同的四价与其它碳原子作不同的排列,才呈现出不同的结构而产生异构现象。肖莱马的这一工作对于化学结构理论的推广发展起了积极作用,同时也表明肖莱马在科学研究中是勇敢的和有革新精神的。肖莱马在弄清了异构现象后,转向了对同系物现象的研究。经过扎实、细致的实验研究,他发现了一条定律,恩格斯把它称为“CnH2n+2系列碳氢化合物的沸点定律”该定律指出烷烃分子随着碳原子的增加,沸点逐步升高,直链烷烃与具有同样碳原子数的支链烷烃相比,具有更高的沸点。这一定律清楚他说明有机物性质与其结构之间存在内在的联系,即有机物的性质受其化学结构所制约。

9) 此外肖莱马在脂肪醇方面的研究也取得很大的成绩。他发现了将仲醇转变成伯醇的普遍反应,有人称这反应为肖莱马反应。这个反应后来在有机合成中得到广泛的应用。1872年,为了便于教学,他亲自编写了一本具有独创性的《碳化合物的化学教程》。这本书是完全按着有机化学结构理论而写成的优秀教利书,在欧洲很受欢迎。1877年,肖莱马和罗斯科合作编写了《化学教程大全》。这是一部百科全书式的化学教本,全书共9卷,到肖莱马去世后才出齐,至本世纪20xx年代先后发行了5版。恩格斯在谈到这本书时指出:“他的巨著化学教程,虽然是他和罗斯科合著的,但几乎完全是他一个人写的(这是所有的化学家知道的),此书被认为是英国和德国目前最好的一部著作。”

10) “快乐的农夫”

11) 1859年秋,到英国后不久,经人介绍肖莱马认识了革命导师马克思、恩格斯。频频的来往使他们很快成为亲密的朋友。肖菜马为人诚挚而谦逊,幽默而乐观,马克思、恩格斯非常喜欢他,给他取了“快乐的农夫”的浑号。在马克思、恩格斯的直接影响下,肖莱马开始研究科学的社会主义,学习马克思的经济学说和历史理论,政治觉悟提高很快,不久就成为德国工人阶级的政党——社会民主党的早期党员和共产国际的成员,积极参加国际工人运动。他多次充当马克思、恩格斯的联络员来往于欧洲各国,因此欧洲各社会主义政党的领导人都知道肖莱马。在马克思、恩格斯与各种机会主义流派的斗争中,肖莱马始终坚定地站在马,恩一边。肖荣马生前未曾结婚,他把全部精力都扑在事业上,同时他还把他的大部分收入捐献给党和生活有困难的同志,在党内赢得很高的威信。恩格斯高度地赞扬了肖莱马的高尚品质,说:“这真是我长期以来认识的最好的人中的一位。”作为化学家,肖莱马有与众不同之处,这就是他在研究化学时,能自觉地应用唯物辩证观点来观察和思考。他用量变到质变的规律去解释烷烃中的同系物现象。他从有机合成的成就和发展趋势预见了人工合成蛋白质的未来远景。特别是他运用了唯物史观认真地研究了化学史,他在1879年用英文发表的著作《有机化学的产‘生和发展》就是他的一次尝试和一项重要成果。该书1885年被译成法文, 1889年作者又出版了此书的德文版。此书的英文增订版是作者逝世后的1894年出版的,由此可见该书深受欢迎。本来肖莱马还要撰写一部化学通史,可是直到他逝世,他只完成了六七百页的手稿。困为工作太忙以及他的早逝,这部有许多新观点的作品未能面世,实在可惜。

12) 通过化学史的研究,肖莱马明确地指出:“化学的发展是按辩证法规律进行的。”他还用了化学史上的具体事例来说明利学的发展对生产实践的依赖性和促进作用及科学理论与实践的相互作用。当深受化学传统中的经验论影响的德国化学家柯尔贝反对荷兰化学家范霍夫提出的立体化学学说时,肖莱马立即表明自己支持立体化学学说的立场,明确指出:为发展自然科学,就需要有新的假说:要建立新的假说,就需要理论思维。假说有的可能是错的,有的经受了实践的检验就能成为科学的理论。化学家离开了理论思维,单靠实验是不能成为好的化学家的。在强调理论思维的重要性时,肖莱马又指出,不要把现有的理论当作教条,因为它也要按辩证法规律不断发展。当新的实验事实与现有理论发生矛盾时,首先应尊重事实,提出新的假说,本应墨守旧的理论框框。

13) 肖莱马在他一生的最后20xx年内,特别注意用马克思主义哲学观点来考察自然科学的理论问题。他在欧文斯学院还专门开设了化学史和化学哲学两门课,这两门新课深受学生们的欢迎,因为从中他们得到的不仅是知识,而是智慧和思想的启示。从恩格斯1873年5月30日致马克思的信中,可以知道肖莱马参与讨论了恩格斯的《自然辩证法》的写作计划。肖莱马在信纸边上写上了注语,表示他完全同意恩格斯提出的自然科学的对象是运动着的物体,物体和运动是不可分割的,自然科学只有通过物体的联系及其运动来考察,才能认识物体的辩证关系。由此可见肖莱马和马克思、恩格斯的亲密关系,实际上肖莱马是马克思、恩格斯研究科学问题的一个顾问。

14) 正当革命和科学事业都需要肖莱马作出更多贡献的时候,无情的肺癌夺去了他的生命。1892年6月27日肖莱马与世长辞,终年58岁。恩格斯专程前来参加葬礼,并代表党的执委会在墓前献上花圈。参加葬礼的还有欧文斯学院的全体教师和他的许多学生。后来为了纪念他,欧文斯学院创建“卡尔·肖莱马化学实验室”以示永久纪念。

著名有机化学家袁承业

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