無機化學應用的新領域有哪些

A. 無機化學都研究什麼內容

無機化學在成立之初，其知識內容已有四類，即事實、概念、定律和學說。 用感官直接觀察事物所得的材料，稱為事實；對於事物的具體特徵加以分析、比較、綜合和概括得到概念，如元素、化合物、化合、化分、氧化、還原、原子等皆是無機化學最初明確的概念；組合相應的概念以概括相同的事實則成定律，例如，不同元素化合成各種各樣的化合物，總結它們的定量關系得出質量守恆、定比、倍比等定律；建立新概念以說明有關的定律，該新概念又經實驗證明為正確的，即成學說。例如，原子學說可以說明當時已成立的有關元素化合重量關系的各定律。 化學知識的這種派生關系表明它們之間的內在聯系。定律綜合事實，學說解釋並貫串定律，從而把整個化學內容組織成為一個有系統的科學知識。人們認為近代化學是在道爾頓創立原子學說之後建立起來的，因為該學說把當時的化學內容進行了科學系統化。 系統的化學知識是按照科學方法進行研究的。科學方法主要分為三步： 搜集事實 搜集的方法有觀察和實驗。實驗是控制條件下的觀察。化學研究特別重視實驗，因為自然界的化學變化現象都很復雜，直接觀察不易得到事物的本質。例如，鐵生銹是常見的化學變化，若不控制發生作用的條件，如水氣、氧、二氧化碳、空氣中的雜質和溫度等就不易了解所起的反應和所形成的產物。 無論觀察或實驗，所搜集的事實必須切實准確。化學實驗中的各種操作，如沉澱、過濾、灼燒、稱重、蒸餾、滴定、結晶、萃取等等，都是在控制條件下獲得正確可靠事實知識的實驗手段。正確知識的獲得，既要靠熟練的技術，也要靠精密的儀器，近代化學是由天平的應用開始的。通過對每一現象的測量，並用數字表示，才算對此現象有了確切知識。 建立定律 古代化學工藝和金丹術積累的化學知識雖然很多，但不能稱為科學。要知識成為科學，必須將搜集到的大量事實加以分析比較，去粗取精，由此及彼地將類似的事實歸納成為定律。例如普魯斯特注意化合物的成分，他分析了大量的、采自世界各地的、天然的和人工合成的多種化合物，經過八年的努力後發現每一種化合物的組成都是完全相同的，於是歸納這類事實，提出定比定律。 創立學說 化學定律雖比事實為少，但為數仍多，而且各自分立，互不相關。化學家要求理解各定律的意義及其相互關系。道爾頓由表及裡地提出物質由原子構成的概念，創立原子學說，解釋了關於元素化合和化合物變化的重量關系的各個定律，並使之連貫起來，從而將化學知識按其形成的層次組織成為一門系統的科學。 由於各學科的深入發展和學科間的相互滲透，形成許多跨學科的新的研究領域。無機化學與其他學科結合而形成的新興研究領域很多，例如生物無機化學就是無機化學與生物化學結合的邊緣學科。 現代物理實驗方法如：X射線、中子衍射、電子衍射、磁共振、光譜、質譜、色譜等方法的應用，使無機物的研究由宏觀深入到微觀，從而將元素及其化合物的性質和反應同結構聯系起來，形成現代無機化學。現代無機化學就是應用現代物理技術及物質微觀結構的觀點來研究和闡述化學元素及其所有無機化合物的組成、性能、結構和反應的科學。無機化學的發展趨向主要是新型化合物的合成和應用，以及新研究領域的開辟和建立。

B. 請舉3個以上實例,說明無機化學在日常生活中的應用

無機化學在日常生活中的常見的例子如下。
利用氫氧化鈣接觸二氧化碳變硬的就可以用熟石灰來刷牆。
利用小蘇打加熱分解的特性，就可以用來當發酵粉來做麵食。
利用明礬水解的特點，有些地方曾經把它用作凈水劑。

C. 無機化學在葯劑學中的應用

製作葯劑。
無極化學與葯學聯系緊密，某些無機物可以直接作為葯物。在新葯開發中，以無機物為主的葯劑正在大量研發。
無機化學的基本原理可以應用於葯學的各個專業，生物無機化學等邊緣學科的快速發展加強了無機化學在醫葯學科中的地位。

D. 無機化學學科當前有哪些研究熱點

熱點一 配位化學
配位化學是在無機化學基礎上發展起來的一門邊沿學科。配位化學在現代化學中佔有重要地位。當前配位化學處於無機化學的主流，配位化合物以其花樣繁多的價鍵形式和空間結構在化學理論發展中，以及與其他學科的相互滲透中成為眾多學科的交叉點。我國配位化學研究已步人國際先進行列，研究水平大為提高。如:(1)小新型配合物、簇合物、有機金屬化合物和生物無機配合物，特別是配位超分子化合物的基礎無機合成及其結構研究取得了豐碩
成果，豐富了配合物的內涵;(2)開展了熱力學、動力學和反應機理方面的研究，特別在溶液中離子萃取分離和均相催化等應用方面取得了成果;(3)現代溶液結構的譜學研究及其分析方法以及配合物的結構和性質的基礎研究水平大為提高;(4)隨著高新技術的發展，具有光、電、熱、磁特性和生物功能配合物的研究正在取得進展，它的很多成果還包含在其它不同學科的研究和化學教學中。 在配位化學學科發展的同時創造出更為奇妙的新材料，揭示出更多生命科學的奧妙。從超分子之類的新觀點研究分子的合成和組裝，在我國日益受到重視。化學模板有助於提供物種和創造有序的組裝，但是其最大的困難在於克服熱力學第二定律所要求的無序。盡管目前我們了解了一些局部的組裝規律和方法，但比起自然界長期進化而得到的完滿而言，還有很大差距。配位化學包含在超分子化學概念之中。配位化學的原理和規律，無疑將在分子水平上對未來復雜的分子層次以上聚集態體系的研究起著重要的作用，其概念及方法也將超越傳統學科的界限。配位化學與化學其它分支學科的結合研究將給配位化學帶來新的發展前景。 熱點二 固體化學
固體無機化學是跨越無機化學、固體物理、材料科學等學科的交叉領域，猶如一個以固體無機物的「結構」、「物理性能」、「化學反應性能」、及「材料」為頂點的正四面體，是當前無機化學學科十分活躍的新興分支學科。
近來該領域不斷發現具有特異性能及新結構的化合物。如，高溫超導材料、納米材料、Ce等。固體無機化學主要從固體無機化合物的制備和應用及室溫和低熱固相化學反應兩大方面開展大量的基礎性和應用基礎性研究工作，取得了一批舉世矚目的研究成果，向信息、能源等各個應用領域提供了各種新材料。例如，在固體無機化合物的制備及應用方面，展
開了對光學材料、多孔晶體材料、納米相功能材料、無機膜敏感材料、電、磁功
能材料及C.及其衍生物、多酸化合物、金屬氫化物的研究。在室溫和底熱固相反應方面，進行了固相反應機理與合成、原子簇與非活性光學材料合成納米材料新方法、綠色化學等方
面的研究。

E. 無機化學的研究內容有哪些

無機化學在成立之初，其知識內容已有四類，即事實、概念、定律和學說。 用感官直接觀察事物所得的材料，稱為事實；對於事物的具體特徵加以分析、比較、綜合和概括得到概念，如元素、化合物、化合、化分、氧化、還原、原子等皆是無機化學最初明確的概念；組合相應的概念以概括相同的事實則成定律，例如，不同元素化合成各種各樣的化合物，總結它們的定量關系得出質量守恆、定比、倍比等定律；建立新概念以說明有關的定律，該新概念又經實驗證明為正確的，即成學說。例如，原子學說可以說明當時已成立的有關元素化合重量關系的各定律。 化學知識的這種派生關系表明它們之間的內在聯系。定律綜合事實，學說解釋並貫串定律，從而把整個化學內容組織成為一個有系統的科學知識。人們認為近代化學是在道爾頓創立原子學說之後建立起來的，因為該學說把當時的化學內容進行了科學系統化。 系統的化學知識是按照科學方法進行研究的。科學方法主要分為三步： 搜集事實 搜集的方法有觀察和實驗。實驗是控制條件下的觀察。化學研究特別重視實驗，因為自然界的化學變化現象都很復雜，直接觀察不易得到事物的本質。例如，鐵生銹是常見的化學變化，若不控制發生作用的條件，如水氣、氧、二氧化碳、空氣中的雜質和溫度等就不易了解所起的反應和所形成的產物。 無論觀察或實驗，所搜集的事實必須切實准確。化學實驗中的各種操作，如沉澱、過濾、灼燒、稱重、蒸餾、滴定、結晶、萃取等等，都是在控制條件下獲得正確可靠事實知識的實驗手段。正確知識的獲得，既要靠熟練的技術，也要靠精密的儀器，近代化學是由天平的應用開始的。通過對每一現象的測量，並用數字表示，才算對此現象有了確切知識。 建立定律 古代化學工藝和金丹術積累的化學知識雖然很多，但不能稱為科學。要知識成為科學，必須將搜集到的大量事實加以分析比較，去粗取精，由此及彼地將類似的事實歸納成為定律。例如普魯斯特注意化合物的成分，他分析了大量的、采自世界各地的、天然的和人工合成的多種化合物，經過八年的努力後發現每一種化合物的組成都是完全相同的，於是歸納這類事實，提出定比定律。 創立學說 化學定律雖比事實為少，但為數仍多，而且各自分立，互不相關。化學家要求理解各定律的意義及其相互關系。道爾頓由表及裡地提出物質由原子構成的概念，創立原子學說，解釋了關於元素化合和化合物變化的重量關系的各個定律，並使之連貫起來，從而將化學知識按其形成的層次組織成為一門系統的科學。 由於各學科的深入發展和學科間的相互滲透，形成許多跨學科的新的研究領域。無機化學與其他學科結合而形成的新興研究領域很多，例如生物無機化學就是無機化學與生物化學結合的邊緣學科。 現代物理實驗方法如：X射線、中子衍射、電子衍射、磁共振、光譜、質譜、色譜等方法的應用，使無機物的研究由宏觀深入到微觀，從而將元素及其化合物的性質和反應同結構聯系起來，形成現代無機化學。現代無機化學就是應用現代物理技術及物質微觀結構的觀點來研究和闡述化學元素及其所有無機化合物的組成、性能、結構和反應的科學。無機化學的發展趨向主要是新型化合物的合成和應用，以及新研究領域的開辟和建立。

F. 求無機化學研究領域最新發展動態

無機化學研究最新進展

陳 榮 梁文平

(國家自然科學基金委員會化學科學部，北京 100085)

近幾年我國無機化學在國家自然科學基金及其它基礎項目的支持下，基礎研究取得突出進展，成果累累，一批中青年專家的工作脫穎而出。有的專家在科研成果轉化、產業化方面作出了突出成績；有的專家在國際高水平的專業雜志Science, Accounts of Chemical Reserch , Angew.Chem.Int.ed., J. Am. Chem. Soc.上發表了一批有影響的科學論文。以化學著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.和J. Am. Chem. Soc.為例，據不完全統計，近10年來，大陸學者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共發表論文44篇，其中無機化學領域的專家發表18篇，佔41%。特別是近兩年，大陸學者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共發表論文30篇，無機化學領域的專家發表16篇，佔53%，增長迅速；近10年大陸學者在J. Am. Chem. Soc. 上發表論文53篇，無機化學學者發表11篇，佔20%；有機化學領域的專家，在Angew. Chem. Int. Ed. 上共發表論文8篇；在J. Am. Chem. Soc. 上發表論文14篇，也表現出良好的發展勢頭。我們相信在國家自然科學基金的資助下，化學學科能夠繼續取得基礎研究的突破，開創新領域，開展國際領先的獨創性研究工作。無機化學的在以下幾個方面取得了令人矚目的成績：

1. 中國科技大學錢逸泰、謝毅研究小組在水熱合成工作基礎上,在有機體系中設計和實現了新的無機化學反應,在相對低的溫度制備了一系列非氧化物納米材料。溶劑熱合成原理與水熱合成類似，以有機溶劑代替水，在密封體系中實現化學反應。他們在苯中280℃下將GaCl3和Li3N反應製得納米GaN的工作發表在Science上，審稿人評價為「文章報道了兩個激動人心的研究成果：在非常低的溫度下苯熱制備了結晶GaN；觀察到以前只在超高壓下才出現的亞穩的立方岩鹽相。……」文章已被Science 等刊物引用60次。在甲苯中溶劑熱共還原製成InAs，文章發表在J. Am. Chem. Soc.上；在KBH4存在下，在毒性低的單質As和InCl3反應製得納米InAs，文章發表在Chem. Mater.上；在700℃下將CCl4和金屬Na發生類似Wurtz反應製成金剛石，該工作在Science上發表不久就被美國《化學與工程新聞》評價為「稻草變黃金」；用溶劑熱合成了一維CdE(E=S,Se,Te)，文章發表在Chem. Mater.上；用金屬Na還原CCl4和SiCl4在400℃下製得一維SiC納米棒的工作發表在Appl. Phys. Lett.上，被審稿人認為這是一種「新穎的和非常有趣的合成方法，……將促進該領域更深入的工作」；多元金屬硫族化合物納米材料的溶劑熱合成：如AgMS2 和CuMS2(M=Ga,In)的文章分別發表在Chem. Commum.和Inorg. Chem.；成功地將部分硫族化合物納米材料的溶劑制備降至室溫，其中一維硒化物的工作發表在J. Am. Chem. Soc. 和Adv. Mater.上；不定比化合物的制備和亞穩物相的鑒定：如Co9S8等不定比化合物的溶劑熱合成發表在Inorg. Chem.上，岩鹽型GaN亞穩相的高解析度電鏡鑒定工作發表在Appl. Phys. Lett.上。

2. 吉林大學馮守華、徐如人研究組應用水熱合成技術，從簡單的反應原料出發成功地合成出具有螺旋結構的無機椨謝�擅贅春喜牧希?/FONT>M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4 (M=Co; Ni)。在這兩個化合物中，PO4四面體和VO4N三角雙錐通過共用氧原子交替排列形成新穎的V/P/O無機螺旋鏈。結構中左旋和右旋的V/P/O螺旋鏈共存。這些左旋和右旋的螺旋鏈嚴格交替，並被M(4,4'-bipy)2結構單元連接，形成開放的三維結構。無機螺旋鏈的形成，歸因於M(4,4'-bipy)2結構單元上的兩個聯吡啶剛性分子分別與兩個相鄰螺旋鏈上的釩原子配位產生的拉力。研究結果發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2000, Vol. 39, No. 13, 2325-2327。

鑒於在國際上無機水熱合成前沿領域的系統和創新性研究工作，吉林大學無機合成與制備化學國家重點實驗室馮守華教授和徐如人院士2001年應邀為美國化學會《化學研究評述》（Accounts of Chemical Reserch）撰寫綜述論文。綜述題目為「New Materials in Hydrothermal Synthesis」 （Acc. Chem. Res.，34(3)，239?/FONT>247，2001）。該文從以下七個方面系統地總結了新材料水熱合成化學方面的研究成果：微孔晶體；離子導體；復合氧化物和復合氟化物；低維磷酸鋁；無機/有機雜化材料；特殊聚集態材料；材料，生命，環境與社會問題。

3. 南京大學熊仁根、游效曾等在光學活性類沸石的組裝及其手性拆分功能研究方面設計和合成具有手性與催化功能的無機椨謝�踴�畝轡�峁梗��歉男粵斯庋Щ鈈緣奶烊揮謝�┪?/FONT>(奎寧)，以它作為配體同金屬離子自組裝構成了一個能進行光學拆分（或選擇性的包合S-構型）消旋2-丁醇和3-甲基-2-丁醇，拆分率達98%以上的三維多孔類沸石。在成功設計這個類沸石時，我們主要考慮了以下一些因素：負一價陰離子的配體（排除了外部陰離子占據空洞的可能性）；配體具有大量的有機部分增強了疏水性；同時也有親水基團, N、OH等基團共存於一個配體中, 這樣配體具有兩性；多個手性中心（4個）。這是目前第一個能拆分的具有光學活性的類沸石，該工作被認為是非常重要和有意義的工作，發表在Angew. Chem. Int. Ed.,(2001,40,4422-4425)上，並被選為Hot Paper。

4. 中國科學院福建物質結構研究所洪茂椿、吳新濤等在納米材料和無機聚合物方面的工作有30篇論文發表在國際高水平的刊物如Angew. Chem. Int. Ed.，J. Am. Chem. Soc.，Chem. Eur. J.，Chem. Comm.，Inorg. Chem.上，引起了國內外同行的廣泛重視。

他們在納米金屬分子籠（nanometer-sized metallomolecular cage）的合成，結構和性能研究方面考慮有機橋聯配體與金屬離子的協同作用和結構調控，設計合成了一種含有機硫和氮的三齒橋聯配體tpst, 其中的吡啶環與中心隔離體通過柔性的硫醚聯結. 通過tpst配體與兩價的鎳、鈀或鉑離子自組裝反應，我們成功地構築了具有Oh對稱的立方體金屬-有機籠子[Ni6(tpst)8Cl12]，其籠內體積超過1000?3，可以同時容納多種離子和溶劑分子。 該籠子在100° C下穩定並有12個較大的可變的窗口，可以讓小分子進出籠子。這是目前已測定單晶結構的容量最大的一個金屬-有機籠子（ J. Am. Chem. Soc. 2000, 122，4819-4820）。

進行了具有大孔洞的新型金屬¾ 有機類分子篩(New type of metal-organic macroporous zeotype) 的合成，結構和性能的研究。這一方面的研究工作主要集中在合成合適的有機配體設計合成孔洞大小和形狀適宜的復合聚合物。他們最近把tpst 配體和一價的金屬離子進行逐步組裝，製成了一種具有納米級管的一維聚合物[Ag7(tpst)4(ClO4)2(NO3)5]n ， 管中可以同時容納離子和小分子。 這是目前唯一的一種具有金屬-有機的納米管的一維聚合物。

他們還成功地構築了一個新型的具有納米級孔洞的類分子篩[{Zn4(OH)2(bdc)3}· 4(dmso)2H2O]n , 其中孔洞的大小近一納米。骨架的金屬可以是具有催化活性的金屬團簇。把多齒羧酸大配體與稀土金屬和過渡金屬離子反應，製成了多種含稀土金屬和過渡金屬且具有大孔洞的一維、二維和三維聚合物, [Gd2Ag2(pydc)4(H2O)4]n [{Gd2Cu3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ，[{Gd4Cu2(pydc)8 (H2O)12}.4H2O]n ，[{Gd2Zn3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ，[{Gd4Zn2(pydc)8

金屬納米線和金屬-有機納米板的合成和結構研究。設計合成了一些金屬納米線、金屬-非金屬納米線和金屬有機納米板，應用結構化學研究手段，研究它們的自組裝規律、空間結構、電子結構及其物理化學性能，探索空間結構與性質和性能的關系規律。

5．北京大學高松研究小組在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。 外磁場依賴的特殊的磁弛豫現象。 在水溶液中以1:1:1的摩爾比緩慢擴散K3[M(CN)6] (M = FeIII,CoIII), bpym (2,2』-bipyrimidine) 和Nd(NO3)3, 合成了第一例氰根橋聯的4f-3d二維配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]× 3H2O, 24個原子形成的大六邊形環, 分別以頂點和邊相連, 構築成獨特的二維拓撲結構。通過對結構相同的兩個化合物的磁性比較研究，確定了NdIII-FeIII間存在弱的鐵磁相互作用。盡管在2K以上未觀察到長程磁有序，零外場下變溫交流磁化率也表現出通常的順磁行為，但是，在外磁場(2kOe)存在時交流磁化率表現出慢的磁弛豫現象, 與超順磁體和自旋玻璃有類似之處。用該體系幾何上的自旋阻挫給予了初步解釋(Angew. Chem. -Int. Ed., 40(2), 434-437, 2001)。

金屬簇合物為結構單元的超分子組裝。 以混合稀土鹽Dy(ClO4)3和天冬氨酸的水溶液, 調節溶液的pH到大約6.5, 合成得到了一個三維開放骨架結構的配位高分子, 其孔徑達11.78A。 用天冬氨酸這個二元羧酸替代一元氨基羧酸的結果是, 在生理pH條件下形成的氨基酸稀土配合物從分立的四核立方烷結構組裝成三維的超立方烷(Angew. Chem.-Int. Edit., 39(20), 3644-6, 2000)。

氰根橋聯的三維鐵磁體。以以4d金屬離子Ru(III) 穩定的的二氰根配合物[RuIII(acac)2(CN)2]-為「建築塊」與3d金屬離子Mn(II)反應，合成了一個氰根橋聯的類金剛石結構的三維配位高分子。磁性研究表明，Ru-Mn間呈鐵磁性作用，並且在3.6 K 以下表現出長程鐵磁有序。這是第一例含Ru(III)的分子鐵磁體。

緩慢擴散Cu(en)(H2O)2SO4的水溶液到K3[Cr(CN)6]的水-乙醇溶液，得到一個氰根橋聯的結構新穎的三維配位高分子[Cu(EtOH)2][Cu(en)]2[Cr(CN)6]2，磁性研究表明，Cr-Cu間呈鐵磁相互作用，並且在57 K以下表現出長程鐵磁有序。這是第一個結構和磁性表徵的Cr-Cu三維分子磁體(Angew. Chem.-Int. Edit., 40(16), 3031-3, 2001; J. Am. Chem. Soc., 123, 11809-10, 2001)。

6．清華大學李亞棟研究組在新型一維納米結構的制備、組裝方面取得了突出的進展。 李亞棟課題組首次發現了由具有準層狀結構特性的金屬鉍形成的一種新型的單晶多壁金屬納米管，有關研究成果在美國化學會志上(J. Am. Chem. Soc. 123(40), 9904~9905, 2001)報道。這是國際上首例由金屬形成的單晶納米管，鉍納米管的發現為無機納米管的形成機理和應用研究提供了新的對象和課題。

他們還設計利用人工合成的有機無機層狀結構作為前驅體合成出金屬鎢單晶納米線和高質量的WS2納米管，並藉助小角X射線衍射和高分辨電鏡微結構分析，詳細研究了由層狀前驅體到納米管的層狀捲曲機制，為一維納米線和納米管的合成提供了新的方法和思路。這方面的工作發表在德國應用化學(Angew. Chem. Int. Ed. 41(2), 333~335, 2002)和美國化學會志(J. Am. Chem. Soc. 124(7), 1411~1416, 2002)上。

一維氧化物納米線、帶及管由於其廣泛的應用情景而倍受重視。李亞棟等通過液相反應途徑，在較溫和的條件下成功地合成了高質量的a 和b 二氧化錳納米線和納米棒，同時實現了對產物成相的調控。此外，他們還合成出了單晶MoO3納米帶和鈦酸鹽納米管。這方面的工作部分已發表在美國化學會志(J. Am. Chem. Soc. 124(12), 2880~2881, 2002)等雜志上。

無機化學在最近幾年裡所取得的突出進展主要表現在固體材料化學、配位化學方面，在某種程度上與國際保持同步發展。從傳統的無機化學角度來看，生物無機化學和放射化學的研究則相對滯後。在國家自然科學基金委員會政策局、化學部和中國科學院化學部的共同支持下，2002年3月5-7日在深圳舉行了生物無機化學發展戰略研討會。會議分析了國內外生物無機化學發展過程和在目前生命科學和化學科學交叉發展相互促進的強大動力和趨勢。我國生物無機化學是在20世紀80年代開始發生發展的，當時落後於國際約10年。在國家自然科學基金委員會十幾年連續支持下，在全體從事生物無機化學研究者的努力下，生物無機化學的研究10年內躍升了三個台階，研究對象從生物小分子配體上升到生物大分子；從研究分離出的生物大分子到研究生物體系；近年來又開始了對細胞層次的無機化學研究，研究水平逐年提高。我國在金屬配合物與生物大分子的相互作用、金屬蛋白結構與功能、金屬離子生物效應的化學基礎，以及無機葯物化學、生物礦化方面都有了相對固定的研究方向，研究隊伍日益年輕化。但我國生物無機化學的總體水平與國際水平還有一定差距，究其原因是研究經費投入不足，研究周期較長，但最突出的問題是缺乏傑出的青年研究人才。放射化學的研究也表現出以上特點，其中最重要的也是要扶持年青的研究人才脫穎而出。

New Research Progress in Inorganic Chemistry

Chen Rong, Liang Wenping

(Department of Chemical Sciences, National Natural Science Foundation of China, Beijing 100085)

Key words: Inorganic Chemistry, Innovation Research Groups, Inorganic Synthesis

G. 當今無機化學的主要動向有哪些

無機化學，這個要從概念說起。
如果看字面的話，無機化學應該是與有機化學相對，應該是一門「研究無機物的學科」。但是只要翻一翻無機化學的教材，其中包含的通常以下部分或者全部內容的組合：

早期化學現象和理論+元素知識+量子化學基礎+熱力學基礎+配合物理論（其實也是量子化學的應用）

所以說無機化學的知識結構幾乎是四大化學裡面最不系統的。而從研究趨勢來講，目前即使是自稱無機化學的研究組，僅僅只做無機物研究的也很少。原因主要有以下兩個：

從實驗層面，有機化學可以提供給無機化學家借鑒的東西太多了。有機化學家在化合物合成和官能團修飾等方面積累了豐富的經驗。大自然已經暗示了，最適合用來構築結構豐富多樣的化合物的元素是碳。所以對於無機化學家而言，更為便捷的研究思路是採用有機化學中已有的技巧和方法合成出有機化合物，再通過配位作用或其它相互作用和無機物（如金屬離子等）組合為新的化合物。又因為有機化合物易於修飾的特點，所以要改變這些新化合物的性質又變得相對容易。

從理論層面，目前幾乎所有的化學理論追根溯源的話，其基礎都是量子力學+統計力學。所以無機化學家如果要深入了解現有的無機化學理論，或者創立新的無機化學理論，都一定需要找到其理論在量子力學或者統計力學的層面的解釋。所以，可以說根本就無所謂獨立的無機化學理論，無機化學家能做的就是把量子力學和統計力學應用到無機化學的研究中。

總結來說就是，無機化學的現狀是，在實驗層面努力借鑒有機化學和生物體系的經驗，理論層面則依賴於量子力學和統計力學，所以顯得非常缺乏學科的獨立性，但毫無疑問的是，無機化學一定還在發展。

H. 無機化學的就業方向在哪裡啊

無機化學的就業方向： 畢業生可到化學、化工、制葯、材料、食品、環境保護等科研院所、學校、企業、事業單位從事科學研究、教學、產品開發和管理等工作。
無機化學專業
1 、培養目標： 本專業旨在具備化學的基礎知識、基本理論和基本技能，並具備一定化工基礎知識，受到科學研究和工程能力訓練，能在化學與化學相關領域從事科學研究、新產品開發、教學和管理的工程應用基礎研究的高級人才。
2 、主要課程： 英語、無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、結構化學、生物化學、儀器分析、化學工程基礎、化工制圖、催化化學、配位化學等。
3 、就業方向： 畢業生可到化學、化工、制葯、材料、食品、環境保護等科研院所、學校、企業、事業單位從事科學研究、教學、產品開發和管理等工作。
應用化學專業

應用化學專業（Ⅰ）（精細化工方向）
1 、培養目標： 本專業旨在培養掌握現代化學基本理論和基本技能，受到基礎研究和應用開發研究的科學思維和科學實驗的訓練，具備在精細化學品方面的科技開發、應用研究、工程設計、生產管理等能力的高級工程技術人才。
2 、主要課程： 英語、無機與分析化學（含儀器分析）、物理化學（含結構化學）、有機化學、生物化學、化工原理、精細有機合成化學與工藝學、高分子合成工藝學、分離過程化學、精細化學品剖析技術、醫葯、染料中間體化學、表面活性劑化學及工藝學、助劑化學與工藝學等。
3 、就業方向： 畢業生可以在化學、化工、石油、制葯、染料、材料、精細化工等企業、事業、科研院所從事精細化學品開發、生產、管理、貿易以及教學與科研等方面的工作。 應用化學專業（Ⅱ）（工業分析方向）
1 、培養目標： 本專業旨在培養掌握現代化學與現代分析方面基本理論和基本技能及相關的工程技術知識，受到基礎研究和應用研究的科學思維和科學實驗的訓練，具備分析方法的建立、現代分析儀器的使用、管理和開發，未知樣品的剖析能力，同時具有較強的工業產品和中間體分析操作技能的高級專門分析人才。
2 、主要課程： 英語、無機化學、分析化學、有機化學、物理化學（含結構化學）、生物化學、化工原理、分離過程化學、現代儀器分析、精細化學品的剖析技術、化工中間體與產品分析、食品分析、葯物分析等。
3 、就業方向： 畢業生可以到化學、化工、石油、冶金、材料、制葯、食品、環境保護、技術監督、商檢等企業、事業、大專院校、科研部門從事分析測試方面的工作。

I. 無機化學的最新進展

陳榮梁文平
(國家自然科學基金委員會化學科學部，北京100085)
近幾年中國無機化學在國家自然科學基金及其它基礎項目的支持下，基礎研究取得突出進展，成果累累，一批中青年專家的工作脫穎而出。有的專家在科研成果轉化、產業化方面作出了突出成績；有的專家在國際高水平的專業雜志Science,Accounts of Chemical Reserch,Angew.Chem.Int.ed.,J. Am. Chem. Soc.上發表了一批有影響的科學論文。以化學著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.和J. Am. Chem. Soc.為例，據不完全統計，近10年來，大陸學者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共發表論文44篇，其中無機化學領域的專家發表18篇，佔41%。特別是近兩年，大陸學者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共發表論文30篇，無機化學領域的專家發表16篇，佔53%，增長迅速；近10年大陸學者在J. Am. Chem. Soc. 上發表論文53篇，無機化學學者發表11篇，佔20%；有機化學領域的專家，在Angew. Chem. Int. Ed. 上共發表論文8篇；在J. Am. Chem. Soc. 上發表論文14篇，也表現出良好的發展勢頭。我們相信在國家自然科學基金的資助下，化學學科能夠繼續取得基礎研究的突破，開創新領域，開展國際領先的獨創性研究工作。無機化學的在以下幾個方面取得了令人矚目的成績：
1.中國科技大學錢逸泰、謝毅研究小組在水熱合成工作基礎上在有機體系中設計和實現了新的無機化學反應，在相對低的溫度制備了一系列非氧化物納米材料。溶劑熱合成原理與水熱合成類似，以有機溶劑代替水，在密封體系中實現化學反應。他們在苯中280℃下將GaCl3和Li3N反應製得納米GaN的工作發表在Science上，審稿人評價為「文章報道了兩個激動人心的研究成果：在非常低的溫度下苯熱制備了結晶GaN；觀察到以前只在超高壓下才出現的亞穩的立方岩鹽相。……」文章已被Science 等刊物引用60次。在甲苯中溶劑熱共還原製成InAs，文章發表在J. Am. Chem. Soc.上；在KBH4存在下，在毒性低的單質As和InCl3反應製得納米InAs，文章發表在Chem. Mater.上；在700℃下將CCl4和金屬Na發生類似Wurtz反應製成金剛石，該工作在Science上發表不久就被美國《化學與工程新聞》評價為「稻草變黃金」；用溶劑熱合成了一維CdE(E=S,Se,Te），文章發表在Chem. Mater.上；用金屬Na還原CCl4和SiCl4在400℃下製得一維SiC納米棒的工作發表在Appl. Phys. Lett.上，被審稿人認為這是一種「新穎的和非常有趣的合成方法，……將促進該領域更深入的工作」；多元金屬硫族化合物納米材料的溶劑熱合成：如AgMS2 和CuMS2(M=Ga,In）的文章分別發表在Chem. Commum.和Inorg. Chem.；成功地將部分硫族化合物納米材料的溶劑制備降至室溫，其中一維硒化物的工作發表在J. Am. Chem. Soc. 和Adv. Mater.上；不定比化合物的制備和亞穩物相的鑒定：如Co9S8等不定比化合物的溶劑熱合成發表在Inorg. Chem.上，岩鹽型GaN亞穩相的高解析度電鏡鑒定工作發表在Appl. Phys. Lett.上。
2.吉林大學馮守華、徐如人研究組應用水熱合成技術，從簡單的反應原料出發成功地合成出具有螺旋結構的M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4 (M=Co; Ni）。在這兩個化合物中，PO4四面體和VO4N三角雙錐通過共用氧原子交替排列形成新穎的V/P/O無機螺旋鏈。結構中左旋和右旋的V/P/O螺旋鏈共存。這些左旋和右旋的螺旋鏈嚴格交替，並被M(4,4'-bipy)2結構單元連接，形成開放的三維結構。無機螺旋鏈的形成，歸因於M(4,4'-bipy)2結構單元上的兩個聯吡啶剛性分子分別與兩個相鄰螺旋鏈上的釩原子配位產生的拉力。研究結果發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2000,Vol. 39,No. 13,2325-2327。
鑒於在國際上無機水熱合成前沿領域的系統和創新性研究工作，吉林大學無機合成與制備化學國家重點實驗室馮守華教授和徐如人院士2001年應邀為美國化學會《化學研究評述》（Accounts of Chemical Reserch）撰寫綜述論文。綜述題目為「New Materials in Hydrothermal Synthesis」 （Acc. Chem. Res.，34(3），239?/FONT>247，2001）。該文從以下七個方面系統地總結了新材料水熱合成化學方面的研究成果：微孔晶體；離子導體；復合氧化物和復合氟化物；低維磷酸鋁；無機/有機雜化材料；特殊聚集態材料；材料，生命，環境與社會問題。
3.南京大學熊仁根、游效曾等在光學活性類沸石的組裝及其手性拆分功能研究方面設計和合成具有手性與催化功能的無機-有機雜化的多維結構，他們改性了光學活性的天然有機葯物(奎寧），以它作為配體同金屬離子自組裝構成了一個能進行光學拆分（或選擇性的包合S-構型）消旋2-丁醇和3-甲基-2-丁醇，拆分率達98%以上的三維多孔類沸石。在成功設計這個類沸石時，我們主要考慮了以下一些因素：負一價陰離子的配體（排除了外部陰離子占據空洞的可能性）；配體具有大量的有機部分增強了疏水性；同時也有親水基團,N、OH等基團共存於一個配體中 這樣配體具有兩性；多個手性中心（4個）。這是目前第一個能拆分的具有光學活性的類沸石，該工作被認為是非常重要和有意義的工作，發表在Angew. Chem. Int. Ed.,(2001,40,4422-4425）上，並被選為Hot Paper。
4.中國科學院福建物質結構研究所洪茂椿、吳新濤等在納米材料和無機聚合物方面的工作有30篇論文發表在國際高水平的刊物如Angew. Chem. Int. Ed.，J. Am. Chem. Soc.，Chem. Eur. J.，Chem. Comm.，Inorg. Chem.上，引起了國內外同行的廣泛重視。
他們在納米金屬分子籠（nanometer-sized metallomolecular cage）的合成，結構和性能研究方面考慮有機橋聯配體與金屬離子的協同作用和結構調控，設計合成了一種含有機硫和氮的三齒橋聯配體tpst，其中的吡啶環與中心隔離體通過柔性的硫醚聯結. 通過tpst配體與兩價的鎳、鈀或鉑離子自組裝反應，我們成功地構築了具有Oh對稱的立方體金屬-有機籠子[Ni6(tpst)8Cl12]，其籠內體積超過1000?3，可以同時容納多種離子和溶劑分子。該籠子在100° C下穩定並有12個較大的可變的窗口，可以讓小分子進出籠子。這是目前已測定單晶結構的容量最大的一個金屬-有機籠子（ J. Am. Chem. Soc. 2000,122，4819-4820）。
進行了具有大孔洞的新型金屬¾ 有機類分子篩(New type of metal-organic macroporous zeotype) 的合成，結構和性能的研究。這一方面的研究工作主要集中在合成合適的有機配體設計合成孔洞大小和形狀適宜的復合聚合物。他們把tpst 配體和一價的金屬離子進行逐步組裝，製成了一種具有納米級管的一維聚合物[Ag7(tpst)4(ClO4)2(NO3)5]n ， 管中可以同時容納離子和小分子。這是目前唯一的一種具有金屬-有機的納米管的一維聚合物。
他們還成功地構築了一個新型的具有納米級孔洞的類分子篩[{Zn4(OH)2(bdc)3}· 4(dmso)2H2O]n，其中孔洞的大小近一納米。骨架的金屬可以是具有催化活性的金屬團簇。把多齒羧酸大配體與稀土金屬和過渡金屬離子反應，製成了多種含稀土金屬和過渡金屬且具有大孔洞的一維、二維和三維聚合物,[Gd2Ag2(pydc)4(H2O)4]n [{Gd2Cu3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ，[{Gd4Cu2(pydc)8 (H2O)12}.4H2O]n ，[{Gd2Zn3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ，[{Gd4Zn2(pydc)8。
金屬納米線和金屬-有機納米板的合成和結構研究。設計合成了一些金屬納米線、金屬-非金屬納米線和金屬有機納米板，應用結構化學研究手段，研究它們的自組裝規律、空間結構、電子結構及其物理化學性能，探索空間結構與性質和性能的關系規律。
5．北京大學高松研究小組在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。外磁場依賴的特殊的磁弛豫現象。在水溶液中以1:1:1的摩爾比緩慢擴散K3[M(CN)6] (M = FeIII,CoIII),bpym (2,2』-bipyrimidine) 和Nd(NO3)3，合成了第一例氰根橋聯的4f-3d二維配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]× 3H2O,24個原子形成的大六邊形環 分別以頂點和邊相連，構築成獨特的二維拓撲結構。通過對結構相同的兩個化合物的磁性比較研究，確定了NdIII-FeIII間存在弱的鐵磁相互作用。盡管在2K以上未觀察到長程磁有序，零外場下變溫交流磁化率也表現出通常的順磁行為，但是，在外磁場（2kOe）存在時交流磁化率表現出慢的磁弛豫現象 與超順磁體和自旋玻璃有類似之處。用該體系幾何上的自旋阻挫給予了初步解釋（Angew. Chem. -Int. Ed.,40(2),434-437,2001）。
金屬簇合物為結構單元的超分子組裝。以混合稀土鹽Dy(ClO4)3和天冬氨酸的水溶液 調節溶液的pH到大約6.5，合成得到了一個三維開放骨架結構的配位高分子 其孔徑達11.78A。用天冬氨酸這個二元羧酸替代一元氨基羧酸的結果是，在生理pH條件下形成的氨基酸稀土配合物從分立的四核立方烷結構組裝成三維的超立方烷（Angew. Chem.-Int. Edit.,39(20),3644-6,2000）。
氰根橋聯的三維鐵磁體。以以4d金屬離子Ru(III) 穩定的的二氰根配合物[RuIII(acac)2(CN)2]-為「建築塊」與3d金屬離子Mn(II）反應，合成了一個氰根橋聯的類金剛石結構的三維配位高分子。磁性研究表明，Ru-Mn間呈鐵磁性作用，並且在3.6 K 以下表現出長程鐵磁有序。這是第一例含Ru(III）的分子鐵磁體。
緩慢擴散Cu(en)(H2O)2SO4的水溶液到K3[Cr(CN)6]的水-乙醇溶液，得到一個氰根橋聯的結構新穎的三維配位高分子[Cu(EtOH)2][Cu(en)]2[Cr(CN)6]2，磁性研究表明，Cr-Cu間呈鐵磁相互作用，並且在57 K以下表現出長程鐵磁有序。這是第一個結構和磁性表徵的Cr-Cu三維分子磁體（Angew. Chem.-Int. Edit.,40(16),3031-3,2001; J. Am. Chem. Soc.,123,11809-10,2001）。
6．清華大學李亞棟研究組在新型一維納米結構的制備、組裝方面取得了突出的進展。李亞棟課題組首次發現了由具有準層狀結構特性的金屬鉍形成的一種新型的單晶多壁金屬納米管，有關研究成果在美國化學會志上（J. Am. Chem. Soc. 123(40),9904~9905,2001）報道。這是國際上首例由金屬形成的單晶納米管，鉍納米管的發現為無機納米管的形成機理和應用研究提供了新的對象和課題。
他們還設計利用人工合成的有機無機層狀結構作為前驅體合成出金屬鎢單晶納米線和高質量的WS2納米管，並藉助小角X射線衍射和高分辨電鏡微結構分析，詳細研究了由層狀前驅體到納米管的層狀捲曲機制，為一維納米線和納米管的合成提供了新的方法和思路。這方面的工作發表在德國應用化學(Angew. Chem. Int. Ed. 41(2),333~335,2002）和美國化學會志(J. Am. Chem. Soc. 124(7),1411~1416,2002）上。
7 .東北師范大學王恩波課題組對多金屬氧簇的研究處於領先地位。在多金屬氧簇晶體設計合成，多金屬氧簇的功能材料方面都取得很好的成就。王恩波課題組的在國際的高端雜志上發表過多篇論文，如德國應用化學和美國化學會志等，引起了廣泛的關注。
一維氧化物納米線、帶及管由於其廣泛的應用情景而倍受重視。李亞棟等通過液相反應途徑，在較溫和的條件下成功地合成了高質量的a 和b二氧化錳納米線和納米棒，同時實現了對產物成相的調控。此外，他們還合成出了單晶MoO3納米帶和鈦酸鹽納米管。這方面的工作部分已發表在美國化學會志（J. Am. Chem. Soc. 124(12),2880~2881,2002）等雜志上。
無機化學在最近幾年裡所取得的突出進展主要表現在固體材料化學、配位化學方面，在某種程度上與國際保持同步發展。從傳統的無機化學角度來看，生物無機化學和放射化學的研究則相對滯後。在國家自然科學基金委員會政策局、化學部和中國科學院化學部的共同支持下，2002年3月5-7日在深圳舉行了生物無機化學發展戰略研討會。會議分析了國內外生物無機化學發展過程和在目前生命科學和化學科學交叉發展相互促進的強大動力和趨勢。中國生物無機化學是在20世紀80年代開始發生發展的，當時落後於國際約10年。在國家自然科學基金委員會十幾年連續支持下，在全體從事生物無機化學研究者的努力下，生物無機化學的研究10年內躍升了三個台階，研究對象從生物小分子配體上升到生物大分子；從研究分離出的生物大分子到研究生物體系；近年來又開始了對細胞層次的無機化學研究，研究水平逐年提高。中國在金屬配合物與生物大分子的相互作用、金屬蛋白結構與功能、金屬離子生物效應的化學基礎，以及無機葯物化學、生物礦化方面都有了相對固定的研究方向，研究隊伍日益年輕化。但中國生物無機化學的總體水平與國際水平還有一定差距，究其原因是研究經費投入不足，研究周期較長，但最突出的問題是缺乏傑出的青年研究人才。放射化學的研究也表現出以上特點，其中最重要的也是要扶持年青的研究人才脫穎而出。

J. 無機化學8個方向是什麼

1.無機化學專業研究方向

各大院校的研究方向有所不同，以南開大學為例，該專業研究方向主要有：01無機合成化學02能源材料化學03無機納米材料04化學電源05功能性配合物化學06生物無機化學

3.無機化學專業就業前景分析

畢業生主要在高等院校、科研部門、工礦企業、政府機關、貿易部門等相關專業的單位從事教學、科研、生產、檢驗管理;也可在環保、化工、醫葯、外貿、海關、衛生、質檢、輕工、普教等相關單位從事應用研究開發、生產技術管理及產品營銷工作。