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无机化学

该系列涵盖了一系列无机化学协议和概念, 包括无技术, 过渡金属化合物的合成, 核心无机化学概念, 如路易斯酸和基地, 以及先进的分析技术, 包括EPR 光谱学。

  • Inorganic Chemistry

    06:49
    用 Schlenk 线技术合成钛 (III) 茂金属

    资料来源: 德克萨斯州 & m 大学化学系, 塔玛拉。

    无机化学家经常使用高度和的敏化合物。无合成的两种最常用和最实用的方法是利用 Schlenk 线或箱。本实验将演示如何在 Schlenk 线上进行简单的操作, 重点是溶剂制备和转移。通过合成反应性钛 (III) 茂金属络合物, 我们将演示一种新的, 简单的方法来加气溶剂, 以及如何转移溶剂的套管和注射器在 Schlenk 线。

    合成一个 Ti (III) 茂金属化合物3显示在图 1。1化合物3与 O2具有高度的反应性, (见图 4中显示的化合物3至 Ti (IV) 的氧化 1)。因此, 在厌氧条件下进行合成是非常重要的。目标化合物3的合成可以视觉监测和进展, 通过一个额外的颜色变化, 然后到达所需的产品, 这是蓝色的颜色。如果在实验中有一个观察到的颜色变化从蓝色到黄色 (或绿色 = 蓝色 + 黄色), 这是一个迹象表明,

  • Inorganic Chemistry

    09:13
    手套和杂质传感器

    资料来源: 德克萨斯州 #38 大学化学系

    手套提供了一个直接的手段来处理和水分敏感的固体和液体。手套的声音是这样的: 一个带有手套的盒子, 连接在一个或多个侧面, 允许用户在惰性的气氛下在手套内进行操控。

    对于在惰性环境下的操作, 化学家可以选择 Schlenk 或真空技术和手套。Schlenk, 特别是真空技术提供了更高程度的大气层控制, 因此适合的反应, 大大和水分敏感。然而, 手套在惰性大气中提供了更大的操控机会。称量试剂、过滤反应、为光谱学准备样品和生长晶体都是常规程序的例子, 在手套与 Schlenk/真空歧管中更容易进行。手套设计的进步提高了它的性能, 如在手套的温度和光谱范围内的运行反应。

    该视频将演示如何使项目进出手套,

  • Inorganic Chemistry

    05:38
    二茂铁的升华纯化

    资料来源: 德克萨斯州 & m 大学化学系, 塔玛拉。

    升华, 固体的直接相变为气体不首先成为液体, 发生在温度和压力低于化合物的三重点 (图 1)。升华的过程可以用来净化有机和无机固体。在提纯技术中, 固体直接加热到气相。所有非挥发性杂质都被留下, 而汽化的化合物, 然后收集 (沉积) 作为一个固体在一个寒冷的表面。在这里, 我们将使用升华提纯二茂铁, 一个无机固体与三点温度为183° c。1

    图 1.通用相图。色的线代表阶段转折的压力和温度要求。固体的蒸馏将发生在压力和温度在三重点之上, 代表由绿色线在相图。蓝线代表了升华发生的温度和压力条件。

  • Inorganic Chemistry

    08:19
    埃文斯方法

    资料来源: 德克萨斯州 #38 大学化学系

    虽然大多数有机分子是磁性, 其中所有的电子是配对的债券, 许多过渡金属复合物是顺磁性, 它有基态与不成对电子。召回洪特的规则, 其中指出, 对于类似的能量轨道, 电子将填补轨道, 以最大限度地增加不成对电子在配对之前。过渡金属部分地填充了d-轨道, 其能量通过配合金属的配体而扰动到不同的程度。因此, d-轨道在能量上彼此相似, 但并非都是退化的。这使得配合物磁性, 所有电子配对, 或顺磁性, 与不成对电子。

    了解金属络合物中不成对电子的数量可以为金属络合物的氧化状态和几何形状以及配体的配位场 (晶场) 强度提供线索。这些特性对过渡金属络合物的光谱学和反应性有很大的影响, 因此理解起来很重要。

    计算不成对电子数的一种方法是测量配位化合物的磁化率, χ。磁化率是一种材料 (或复合物) 在外加磁场中磁性的量度。成对电子被外加磁场稍微排斥,sub> 这个等式有轨道和自转贡献。对于第一列过渡金属配合物, 轨道贡献是小的, 因此可以省略, 因此, 自旋磁矩由公式 3: (3) 只有自旋磁矩可以直接给出不成对电子的个数。这种近似也可以为较重的金属, 虽然轨道贡献可能是重要的第二和第三行过渡金属。这一贡献可能是如此之大, 以致于它膨胀的磁矩足以使化合物看起来比它有更多的不成对电子。因此, 这些配合物可能需要额外的定性。 在本实验中, 用埃文斯方法在氯仿中测定了三 (乙酰) 铁 (铁 (民航)3) 的溶液磁矩。

  • Inorganic Chemistry

    08:13
    单晶和粉末 X 射线衍射

    资料来源: 德克萨斯州 #38 大学化学系

    x 射线晶体学是一种利用 x 射线来研究分子结构的技术。x 射线衍射 (XRD) 实验通常是用单晶或粉状样品进行的。

    单晶 XRD:

    单晶 XRD 允许绝对结构的确定。利用单晶 XRD 数据, 可以观察到精确的原子位置, 从而确定键的长度和角度。这种技术提供的结构在一个单一的晶体, 这并不一定代表了大部分的材料。因此, 必须使用额外的体积表征方法来证明化合物的特性和纯度。

    粉末 XRD:

    与单晶 xrd 不同的是, 粉末 xrd 研究了大量的多晶材料样品, 因此被认为是一种体积表征技术。粉末模式被认为是一种特定材料的 "指纹";它提供有关材料的相 (变形) 和结晶度的信息。通常, 粉末 XRD 用于研究矿物, 沸石, 金属-有机框架 (MOFs), 和其他扩展固体。粉末 XRD 也可用于建立分子物种的本体纯度。

    以前, 我们已经看到如何发展 X

  • Inorganic Chemistry

    11:06
    电子顺磁共振 (EPR) 光谱学

    来源: 大卫 c 力量, 塔玛拉 m. 力量, 得克萨斯 A 和 #38;

    在本视频中, 我们将学习电子顺磁共振 (EPR) 背后的基本原理。我们将使用 EPR 光谱研究 dibutylhydroxy 甲苯 (BHT) 在脂肪族醛氧化中的抗氧化剂的行为。

  • Inorganic Chemistry

    09:20
    尔光谱学

    资料来源: 约书亚伍夫德, 塔玛拉, 化学系, 德州 #38; M 大学

    尔光谱学是一种体积表征技术, 它通过γ射线在固态状态下来检验原子的核激发。由此产生的尔谱提供了有关目标原子周围的氧化态、自旋态和电子环境的信息, 并结合在一起, 给出了电子结构和配体排列 (几何) 的证据。分子.在这段视频中, 我们将了解尔光谱学的基本原理,

  • Inorganic Chemistry

    08:59
    路易斯酸碱交互作用在 Ph 值3P BH3

    资料来源: 德克萨斯州 #38 大学化学系

    化学的目标之一是使用模型来解释趋势并提供对反应物的特性的洞察力。从古希腊时期起, 物质就被归类为酸和碱, 但酸和碱的定义在过去的几年里已经被修改和扩展。1

    古希腊人用味觉来描述物质, 并将酸定义为酸, 如柠檬汁和醋。"酸" 一词来源于拉丁术语 "酸尝"。基地的特点是他们的能力, 以抵消或中和酸。第一个基地被描绘的是那些灰烬从火, 与油脂混合做肥皂。事实上, "碱性" 一词来源于阿拉伯语中的 "焙烧"。事实上, 从远古时代就已经知道, 酸和碱可以结合起来给盐和水。

    第一个广泛使用的酸的描述是瑞典化学家, Svante 阿伦尼乌斯, 谁在1894年定义了酸作为物质离解在水中给离子离子, 和基地作为物质离解在水中给氢氧化物离子。因此, 这一定义仅限于含水的酸, 并要求酸的贡献质子。2例如, 在水中, HCl

  • Inorganic Chemistry

    09:54
    二茂铁结构

    资料来源: 德克萨斯州 #38 大学化学系

    在 1951年, Kealy 和 Pauson 向自然报告了一种新的金属有机化合物-二茂铁的合成。1在他们的原始报告中, Pauson 建议了一种二茂铁的结构, 其中的铁质是单个键 (西格玛键) 到每个烯配体的一个碳原子 (图 1, 结构 I)。1,2,3此初始报告导致对二茂铁结构的广泛兴趣, 许多顶尖科学家参与了这个有趣的新分子的结构阐明。威尔金森和伍德沃德很快提出了一个替代公式化, 其中铁是 "夹" 之间的两个烯配体, 对所有10碳原子的同等约束力 (图 1, 结构 II)。4在这里, 我们将合成二茂铁, 并根据实验数据

  • Inorganic Chemistry

    11:10
    群论在红外光谱分析中的应用

    资料来源: 德克萨斯州 #38 大学化学系

    金属羰基配合物作为金属前驱体, 用于合成有机化合物和催化剂。红外光谱是含 CO 化合物的最常用和最具信息性的表征方法之一。群论, 或用数学来描述一个分子的对称性, 提供了一种方法来预测分子内的红外活动的 C O 振动模式的数量。实验观测了红外光谱中的 C O 拉伸量是建立金属羰基络合物的几何结构的直接方法。

    在本视频中, 我们将合成钼羰基络合物钼 (CO)4[P (OPh)3]2, 它可以存在于cis格式 (图 1) 中。我们将使用基团理论和红外光谱来确定哪个异构体是孤立的。

    图 1.cis-和-钼 (CO)4[P

  • Inorganic Chemistry

    10:18
    分子轨道 (MO) 理论

    资料来源: 德克萨斯州 & m 大学化学系, 塔玛拉。

    本议定书作为一个指南, 在合成两个金属配合物的配体 11-双 (膦) 二茂铁 (dppf): m (dppf) Cl2, 其中 m = Ni 或 Pd。当这两个过渡金属配合物是 4-协调, 他们在金属中心陈列不同的几何。利用分子轨道 (MO) 理论结合1H 核磁共振和埃文斯方法,

  • Inorganic Chemistry

    11:04
    异体金属-金属粘结 Paddlewheels

    资料来源: 科里烧伤, 塔玛拉 m. 化学系, 德州 & M 大学

    蹼配合物是由两个金属离子 (1st, 2nd, 或 3rd行过渡金属) 所组成的一类化合物, 由四桥接配体 (最常见的 formamidinates 或羧酸) (图 1) 在附近举行。改变金属离子和桥接配体的身份, 可以获得大家族的蹼配合物。蹼配合物的结构允许金属-金属结合, 在这些配合物的结构和反应性中起着至关重要的作用。由于蹼配合物的电子结构的多样性--以及这些结构所显示的 m-m 键合的相应差异--蹼配合物在不同领域, 如在同类催化作用和作为金属有机框架 (MOFs) 的积木。了解蹼络合物中的 m-m 键的电子结构对于了解它们的结构, 从而对这些配合物在协调化学和催化中的应用至关重要。

    图 1.蹼配合物的一般结构, 其中 M 可以是 1st、2nd贡献。因此, 四倍键是在许多复合物中的最大键序。 图 2.由金属d-轨道的线性组合产生的σ、π和δ键合 MOs 的视觉表示。dz2 原子轨道具有最好的空间重叠, 后跟 d 和 d yz轨道。dxy原子轨道具有最小的空间重叠量。 在本视频中, 我们将合成 dimolybdenum 蹼复杂 Mo2(ArNC (H)) 的4, 其中 Ar = p(轨)6H4, 其中具有四个键。我们将用核磁共振光谱学对化合物进行表征, 并利用 X 射线晶体学研究 m-m 键。

  • Inorganic Chemistry

    10:29
    染料敏化太阳能电池

    资料来源: 德克萨斯州 & m 大学化学系, 塔玛拉。

    今天的现代世界需要使用大量的能源。虽然我们利用煤和石油等化石燃料的能源, 这些来源是再生, 因此供应是有限的。为了保持我们的全球生活方式, 我们必须从可再生资源中提取能量。就丰度而言, 最有希望的可再生资源是太阳, 它为我们提供了足够多的太阳能, 足以使我们的地球多次得到充分的燃料。

    那么我们如何从太阳中提取能量呢?自然是最先发现的: 光合作用是植物将水和二氧化碳转化为碳水化合物和氧气的过程。这一过程发生在植物的叶子, 并依赖于叶绿素色素, 颜色的叶子绿色。正是这些有色分子吸收了来自阳光的能量, 这吸收了能推动化学反应的能量。

    1839年, 19 岁的法国物理学家爱德蒙?贝克勒尔在他父亲的实验室里做了实验, 创造了第一个光伏电池。他照亮了一个酸性溶液氯化银, 这是连接到铂电极产生电压和电流。

  • Inorganic Chemistry

    11:45
    载氧钴 (II.) 络合物的合成

    资料来源: 迪皮卡·乌达加马, 塔玛拉, 德克萨斯大学化学系, #38; M 学院

    无机化学是研究金属在生物学中所起的作用的领域。大约一半的蛋白质含有金属, 据估计, 所有蛋白质中有三分之一依赖于含有金属的活性部位来起作用。以金属为特征的蛋白质, 称为金属, 在各种细胞功能中起着至关重要的作用, 这是生命所必需的。几十年来, 金属一直对合成无机化学家产生了兴趣和启发, 许多研究小组都通过研究配位化合物, 致力于将含有金属的活性部位的化学模拟。

    O2的传输是生物体的一个重要过程。O2-运输金属负责捆绑、运输和释放氧气, 然后可用于生命过程, 如呼吸。载氧钴配合物, [n,n' 双 (醛) ethylenediimino] 钴 (II) [Co (salen)]2已被广泛研究, 以了解金属络合物如何可逆地绑定

  • Inorganic Chemistry

    10:28
    自由基聚合反应的光化学引发

    来源: 大卫 c 力量, 塔玛拉 m. 力量, 得克萨斯 A 和 #38;

    在本视频中, 我们将进行化学启动聚合苯乙烯, 以产生聚苯乙烯, 这是一个重要的商品塑料。我们将学习光化学的基本原理, 并使用简单的光化学来引发根本的聚合反应。具体地说, 在本单元中, 我们将考察过氧化苯甲酰的光化学及其作为苯乙烯聚合反应的照片引发剂的作用。在所描述的实验中, 我们将研究波长、光子吸收和激发态结构对光化学反应的效率 (测量为量子屈服)

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