무기 화학

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 무기 화학자는 종종 공기와 물에 민감한 화합물과 함께 작동합니다. 공기없는 합성을위한 두 가지 가장 일반적이고 실용적인 방법은 슐렌크 라인이나 글러브 박스를 활용합니다. 이 실험은 용매 준비 및 전송에 중점을 둔 슐렌크 라인에서 간단한 조작을 수행하는 방법을 보여줍니다. 반응성 Ti(III) 메탈로센 복합체의 합성을 통해 용매를 탈가스하는 새롭고 간단한 방법뿐만 아니라 캐뉼라와 슐렌크 라인의 주사기로 용매를 전달하는 방법을 시연할 것입니다. Ti(III) 메탈로센 화합물 3의 합성은 도 1에도시된다. 1 화합물 3은 O2로반응성이 높고(도 1에도시된 화합물 3 ~Ti(IV) 메탈로센 4의 산화를 참조하십시오.). 따라서 혐기성 조건하에서 합성을 실행하는 것이 중요합니다. 대상 화합물 3의 합성은 시각적으로 모니터링할 수 있으며 원하는 제품에 도착하기 전에 하나의 추가 색상 변화를 통해 진행되며, 이는 파란색입니다.

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 이 글러브박스는 공기와 습기에 민감한 고체와 액체를 취급하는 간단한 수단을 제공합니다. 장갑상자는 하나 이상의 측면에 장갑이 부착된 상자로, 사용자가 불활성 분위기 의 글러브박스 내에서 조작을 수행할 수 있습니다. 불활성 대기 하에서 조작할 경우 화학자는 슐렌크 또는 고진공 기술과 글러브박스 중에서 선택할 수 있습니다. 슐렌크 와 특히 높은 진공 기술은 대기의 높은 수준의 제어를 제공하므로 공기 및 습기에 크게 민감한 반응에 적합합니다. 그러나 글러브박스는 불활성 분위기에서 조작에 더 많이 접근할 수 있습니다. 시약을 계량하고, 반응을 필터링하고, 분광기샘플을 준비하고, 크리스탈을 성장시키는 것은 모두 글러브박스에서 슐렌크/진공 매니폴드에 비해 더 쉽게 수행되는 일상적인 절차의 예입니다. 글로브박스 설계의 발전은 온도 저하와 글러브박스 내 분광법에서 반응을 실행하는 등 성능을 향상시켰습니다. 이 비디오는 글러브박스...

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 승화, 먼저 액체가되지 않고 가스로 고체의 직접 상 전환, 화합물의 삼중 점(그림 1)보다낮은 온도와 압력에서 일어난다. 승화 공정은 유기 및 무기 고체를 모두 정화하는 데 활용할 수 있습니다. 정화 기술 동안 고체는 가스 상으로 직접 가열됩니다. 모든 비휘발성 불순물이 남아 있고 기화 화합물은 차가운 표면에 고체로서 수집(증착)된다. 여기서, 183°C의 삼중점 온도를 가진 무기 고체인 페로센을 정화하기 위해 승화를사용합니다. 그림 1. 일반 위상 다이어그램입니다. 컬러 선은 위상 전환에 대한 압력 및 온도 요구 사항을 나타냅니다. 고체의 증류는 위상 다이어그램의 녹색 선으로 표시되는 삼중 점 위의 압력 및 온도에서 발생합니다. 파란색 선은 승화가 발생하는 온도 및 압력 조건을 나타냅니다.

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 대부분의 유기 분자는 diamagnetic, 모든 전자는 결합에 결합 하는 경우, 많은 전이 금속 복합체는 파라마그네틱, 결합 되지 않은 전자와 지상 상태를 가지고. 비슷한 에너지의 궤도의 경우 전자가 페어링하기 전에 페어링되지 않은 전자의 수를 최대화하기 위해 궤도를 채울 것이라고 명시한 Hund의 규칙을 기억하십시오. 전이 금속은 부분적으로 d-궤도를채우고 있으며, 에너지는 리간드를 금속에 조정하여 다양한 범위로 분반됩니다. 따라서, d-orbitals는 서로 에너지가 유사하지만 모두 퇴화되는 것은 아닙니다. 이를 통해 모든 전자가 페어링된 모든 전자 또는 파라마그네틱과 페어링되지 않은 전자와 함께 복합체가 다이자성으로 변할 수 있습니다. 금속 복합체에서 페어링되지 않은 전자의 수를 알면 금속 복합체의 산화 상태 및 기하학뿐만 아니라 리간드의 리간드 필드(crystal field) 강도에 대한 단서를 제공할 수...

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 엑스레이 결정학은 분자의 구조를 공부하기 위하여 엑스레이를 사용하는 기술입니다. X선 회절(XRD) 실험은 단일 결정 또는 분말 시료로 일상적으로 수행됩니다. 단결정 XRD: 단결정 XRD는 절대구조 결단력을 허용한다. 단일 결정 XRD 데이터를 사용하면 정확한 원자 위치를 관찰할 수 있으므로 결합 길이와 각도를 결정할 수 있습니다. 이 기술은 단일 결정 내의 구조를 제공하며, 이는 반드시 재료의 대부분을 나타내는 것은 아닙니다. 따라서 화합물의 정체성과 순도를 증명하기 위해 추가 벌크 특성화 방법을 활용해야 합니다. 분말 XRD: 단일 결정 XRD와 는 달리 분말 XRD는 다결정 물질의 큰 샘플을 살펴보고 따라서 벌크 특성화 기술로 간주됩니다. 분말 패턴은 주어진 재료에 대한 "지문"으로 간주됩니다. 그것은 재료의 위상 (다형성) 및 결정성에 대한 정보를 제공합니다. 일반적으로 분말 XRD는 광물, 제올리트, 금속...

출처: 데이비드 C. 파워스, 타마라 엠 파워스, 텍사스 A&M 이 비디오에서는 전자 파라기 공명 (EPR)의 기본 원칙을 배우게됩니다. 우리는 EPR 분광법을 사용하여 dibutylhydroxy toluene (BHT)가 aliphatic aldehydes의 자동 xidation에서 항산화제로 어떻게 작용하는지 연구할 것입니다.

출처: 조슈아 워포드, 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 뫼스바우어 분광법은 고체 상태에서 감마선에 의한 원자의 핵 여기를 검사하는 대량 특성화 기술이다. 결과 Mössbauer 스펙트럼은 분자의 전자 구조 및 리간드 배열 (geometry)에 대한 증거를 제공하는 대상 원자 주위의 산화 상태, 스핀 상태 및 전자 환경에 대한 정보를 제공합니다. 이 비디오에서는 뫼스바우어 분광법의 기본 원리에 대해 배우고 페로센의 57페 뫼스바우어 스펙트럼을 제로 필드로 수집합니다.

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 화학의 목표 중 하나는 추세를 설명하고 반응성에 기여하는 반응제의 특성에 대한 통찰력을 제공하는 모델을 사용하는 것입니다. 물질은 고대 그리스 시절부터 산과 기지로 분류되었지만 산과 기지의 정의는 수년에 걸쳐 수정되고 확장되었습니다. 1 고대 그리스인들은 맛에 의한 물질을 특성화하고, 레몬 주스와 식초와 같은 신맛으로 산을 정의했습니다. 용어 "산"은 라틴어 용어에서 파생되어 "신 맛"을 위해 파생됩니다. 염기는 산을 중화하거나 중화시키는 능력을 특징으로했다. 특징의 첫 번째 기지는 비누를 만들기 위해 지방과 혼합 된 화재에서 재의 그였다. 사실,용어 "알칼리성"은 아랍어 단어에서 파생되어 "로스팅"을 위해 파생됩니다. 실제로, 산과 기지를 결합하여 소금과 물을 줄 수 있다는 것이 고대부터 알려져 왔습니다. 산의 첫 번째 널리 사용되는 설명은 스웨덴 화학자, Svante Arrhenius의 것입니다, 누가 1894...

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 에서 1951, Kealy와 Pauson 자연에 새로운 유기 금속 화합물의 합성보고, 페로센. 1 원래 보고서에서 Pauson은 철이 각 사이클로펜타디엔 리간드(그림 1, 구조 I)의탄소 원자 1 개에 사칭 결합 (시그마 결합)되는 페로센구조를 제안했습니다. 1,2,3 이 초기 보고는 페로센의 구조에 대한 폭넓은 관심을 불러일으켰고, 많은 주요 과학자들이 이 흥미로운 새로운 분자의 구조 용해에 참여했다. 윌킨슨과 우드워드는 철이 두 개의 사이클로펜타디엔 리간드 사이에 "끼워진" 대체 포뮬라이제이티를 제안했으며, 10개의 탄소원자(그림 1, 구조 II)에동등한 결합을 결합했다. 4 여기서 는 이러한 구조 중 관찰되는 실험 데이터(IR 및 1H NMR)를 기반으로 페로센을 합성하고 결정할 것입니다. 또한, 순환 볼탐모그램을 수집하여 페로센의 전기화학을 연구할 것입니다. 이 실험 의 과정에서, 우리는 18 전자 규칙을...

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 금속 카보닐 복합체는 유기금속 복합체뿐만 아니라 촉매의 합성을 위한 금속 전구체로 사용된다. 적외선(IR) 분광법은 CO함유 화합물의 가장 활용되고 유익한 특성화 방법 중 하나입니다. 분자의 대칭을 설명하기 위해 수학을 사용하는 그룹 이론또는 수학을 사용하는 것은 분자 내의 IR 활성 C-O 진동 모드의 수를 예측하는 방법을 제공한다. IR에서 C-O 뻗어의 수를 실험적으로 관찰하는 것은 금속 카보닐 복합체의 기하학 및 구조를 확립하는 직접적인 방법입니다. 이 비디오에서는, 시스 및 트랜스형태(도1)에존재할 수 있는 몰리브덴 카보닐 복합모(CO)4[P(OPh)3]2를합성합니다. 우리는 그룹 이론과 IR 분광기를 사용하여 어떤 isomer가 격리되는지 결정할 것입니다. 그림 1. 시스- 및 모(CO)의 트랜스 -isomers4[P (OPh)3]2.

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 이 프로토콜은 리간드 1,1'-비스(디페닐포스피노)페로센(dppf) 페로센(dppf) 을 특징으로 하는 두 개의 금속 복합체합성에 대한 가이드 역할을 합니다: M(dppf)Cl2,M = Ni 또는 Pd. 이러한 전이 금속 복합체는 모두 4좌표이지만 금속 센터에서 서로 다른 형상을 나타낸다. 분자 궤도 (MO) 이론을 사용하여 1H NMR 및 에반스 방법과 함께, 우리는이 두 화합물의 기하학을 결정합니다.

출처: 코리 번스, 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 패들휠 복합체는 4개의 브리징 리간드(가장 일반적으로 포르마이다미드 또는 카박스실레이트)에 의해 근접하여 유지되는 2개의 금속 이온(1,2nd,또는3rd row 전이 금속)으로 구성된 화합물의 클래스입니다(그림 1). 금속 이온과 브리징 리간드의 정체성을 변화하면 패들휠 단지의 대가족에 대한 액세스를 제공합니다. 패들휠 컴플렉스의 구조는 금속-금속 결합을 허용하며, 이는 이러한 단지의 구조와 반응성에 중요한 역할을 합니다. 패들휠 단지에 사용할 수 있는 전자 구조물의 다양성과 이러한 구조물에 의해 표시되는 M-M 본딩의 해당 차이로 인해 패들휠 복합체는 균일한 촉매및 금속 유기 프레임워크(MOF)를 위한 빌딩 블록과 같은 다양한 분야에서 응용 분야를 발견했습니다. 패들휠 컴플렉스에서 M-M 결합의 전자 구조를 이해하는 것은 구조를 이해하고 따라서 조정 화학 및 촉매에 이러한 단지를 적용하는 데 중요합니다.

출처: 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 오늘날의 현대 세계는 많은 양의 에너지를 사용해야 합니다. 석탄과 석유와 같은 화석 연료의 에너지를 활용하지만, 이러한 원천은 재생 불가능한 공급이므로 공급이 제한됩니다. 글로벌 라이프스타일을 유지하기 위해 재생 가능한 에너지원에서 에너지를 추출해야 합니다. 가장 유망한 재생 가능 원천은 태양으로, 지구에 여러 번 연료를 공급하기에 충분한 태양 에너지를 제공합니다. 그렇다면 태양으로부터 에너지를 어떻게 추출할까요? 자연은 그것을 알아 낸 첫번째이었다: 광합성은 식물이 탄수화물과 산소로 물과 이산화탄소를 변환하는 과정입니다. 이 과정은 식물의 잎에서 발생하고 잎을 녹색으로 착색엽소 안료에 의존합니다. 햇빛으로부터 에너지를 흡수하는 것은 이 착색분자이며, 화학 반응을 유도하는 흡수에너지입니다. 1839년, 아버지의 실험실에서 실험하던 19세의 프랑스 물리학자 에드먼드 베케렐(Edmond Becquerel)이 최초의...

출처: 디피카 다스, 타마라 M. 파워스, 텍사스 A&M 대학교 화학학과 생물 무기 화학은 금속이 생물학에서 하는 역할을 조사하는 연구 분야입니다. 모든 단백질의 약 절반은 금속을 포함하고 모든 단백질의 1/3까지 작동 금속 함유 활성 부위에 의존하는 것으로 추정됩니다. 금속 단백질이라고 불리는 단백질은 삶에 필요한 다양한 세포 기능에서 중요한 역할을 합니다. Metalloproteins는 수십 년 동안 호기심과 영감을 합성 무기 화학자, 많은 연구 그룹은 조정 화합물의 연구를 통해 단백질에 금속 함유 활성 사이트의 화학을 모델링하는 데 자신의 프로그램을 헌신했다. O2의 수송은 살아있는 유기체를 위한 중요한 프로세스입니다. O2-수송금속 단백질은 산소를 결합, 운반 및 방출하는 데 책임이 있으며, 이는 호흡과 같은 생명 과정에 사용될 수 있습니다. 산소 운반 코발트 조정 복합체, [N,N'-bis (salicylaldehyde)에 틸렌디미노]코발트 (II)...

출처: 데이비드 C. 파워스, 타마라 엠 파워스, 텍사스 A&M 이 비디오에서는 중요한 상품 플라스틱인 폴리스티렌을 생성하기 위해 스티렌의 광화학적으로 시작된 중합화를 실시할 것입니다. 우리는 광화학의 기초를 배우고 간단한 광화학을 사용하여 급진적 인 중합 반응을 시작할 것입니다. 구체적으로, 이 모듈에서는 과산화물의 벤조일 의 광화학과 스티렌 중합 반응의 광시이터로서의 역할을 살펴볼 것입니다. 설명된 실험에서는 광화학 반응의 효율(양자 수율로 측정)에 파장, 광자 흡수 및 흥분 상태 구조의 역할을 조사할 것입니다.