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结构化学发表论文

发布时间:2024-07-04 06:58:29

结构化学发表论文

2006年被评为湖北师范学院和黄石市优秀共产党员。在教学上,先后主讲《结构化学》、《物理化学》与《物理化学实验》等专业必修课程,一门公共选修课《宝玉石鉴赏》。是湖北师范学院校级优质课程《结构化学》负责人。2003年度、2006年度、2007年度教学考核为优秀,2004年度、2005年度综合考核优秀;积极参与《物理化学》课程建设,2004年《物理化学》课程被评为湖北师范学院院级优质课程,2005年所在的物理化学教研室被评为院级优秀教研室,同时积极进行教学研究工作,主持院教研项目2项,参与湖北省教育厅教学研究项目1项,参与编写了《物理化学实验辅导书》。独立地制作了《结构化学》课程的多媒体课件和结构化学、物理化学课程的教学网页,先后在《实验技术与管理》、《高等理科教育》等刊物上发表教学研究论文8篇,参加全国化学教学会议5次,先后荣获2003年度湖北师范学院中青年教师讲课比赛优秀二等奖,2005年度湖北省教育厅普通高校多媒体教学课件制作大赛优秀二等奖和湖北师范学院2006年度中青年教师电子教案设计大赛优秀二等奖等。在教书育人的同时,积极开展科研工作。科研方向为“电解质溶液活度系数的测定及其应用”、“超分子功能配合物的组装、结构与性能”和“科学史”的研究等。主持湖北省教育厅重点科研项目1项,湖北师范学院人才引进科研项目1项、主持湖北师范学院科研项目2项,参与湖北省教育厅重点科研项目1项,近几年来,先后在《Z. Kristallogr. NCS》、《Acta Cryst. C》、《Acta Cryst. E》、《Chinese Journal of Structural Chemistry》、《化学通报》、《化学试剂》、《稀土》、《盐湖研究》等刊物上发表科研论文40余篇,其中核心期刊30余篇,SCI收录9篇。参加全国化学学术会议8次。

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在化学发展史上,有机物与无机物之间曾经横亘着一条鸿沟。人们认为有机物来自活的机体,是生命化学研究的对象。无机物则与生命无关,是传统化学研究的对象。生命化学是一门神秘莫测的学科,它所遵循的规律与传统的化学学科完全不同。到了1828年,这一认识被一位年轻人改变了。他用无机物人为地合成了有机物,打破了生命与无生命的界限,并指明了有机化学的合成方向。这位年轻人就是德国著名化学家弗里德里希·维勒。维勒于1800年7月31日出生于莱茵河畔法兰克福附近埃斯欣姆的一个医生家庭。他的父亲在当地颇有名望,父亲希望他长大以后,能够光大这个家庭的医学传统,成为一代名医。当他还在上中小学的时候,父亲就不断给他灌输这种思想。要当医生,就得了解药物。而要了解药物,不懂得化学是不行的。所以,在课程之余,维勒还有意识地翻阅了一些化学书籍。阅读的结果,他的兴趣发生了转移,深深地喜欢上了化学这门学科。上中学时,在完成了老师布置的学习任务之后,他还常常在家里偷偷地按照化学书上的叙述做实验。化学实验给他带来了无比的愉快,他不再企盼着长大后去当名医,而是希望有朝一日能够从事化学研究。20岁那年,维勒中学毕业,该上大学了。这时的维勒,已经不是过去那个又高又瘦、长着一副大耳朵、看上去快乐无比、滑稽淘气的孩子,而是一个身材颀长、举止文雅的青年了。这年秋天,他考上了马尔堡大学。在选择大学专业的时候,他不愿惹父亲生气,于是就按父亲的意愿,选择了学医。在大学里,维勒的生活紧张而又充实。在认真学好医学专业的同时,他对于自己心爱的化学实验仍然不能忘怀。他尽量科学安排时间,所有的功课都在白天完成,以此来保证他的医学专业的学习质量,而晚上的时间则留给自己。一到晚上,他一回到自己的住所,就满怀激情地投入化学实验。他几乎天天都要把做实验用的那些瓶瓶罐罐摆弄一番。哪天没做实验,他就睡不踏实。房东喜欢把房间打扫得干干净净,整顿得有条有理,在那样的环境里,他倒觉得不自在。正是因为有了这样的钻研精神,没用多久,他就在化学研究方面有所收获了。上大学二年级时,他发表了第一篇化学研究方面的论文,刊登在《吉尔伯特年鉴》上。文章虽然不长,但很有新意,因此得到了欧洲“化学巨人”——瑞典著名化学家贝采利乌斯的肯定。初试牛刀就得到了名家的赏识,这更加坚定了维勒选择化学趼究作为终身事业的决心。他虽然仍在医学专业学习,但他已经吧自己的心交给了化学。不久,他转学进入海德堡大学。海德堡大学有一位叫做列奥波德·格美林的教授,是德国著名化学家,被誉为“海德堡的贝采利乌斯”。维勒就是冲着他,慕名而去的。当然,在海德堡大学,他的专业仍然是医学。不料,当他找到格美林教授,表达了自己愿意跟着他听课的愿望时,格美林教授却表示反对。教授对他说:“维勒先生,您现在掌握的化学知识,已经超越了我讲课的范围。您没必要再浪费时间,听这些对您来说已经过时了的东西。”维勒以为格美林教授在婉言谢绝他,觉得很失望。可格美林教授接下去的话却让他喜出望外。格美林教授说:“您要来听我的课,我是不会同意的。可是如果您愿意来我的实验室工作,那我会感到很愉快。我相信您会在我的实验室里做出新的、更有意义的成果。”到格美林教授的实验室里做实验,这是他连想也不敢想的事情。他没有任何犹豫,就一口答应了。从那以后,他就成了格美林教授实验室的常客。没想到,海德堡大学另一位知名学者蒂德曼教授对此有了意见。蒂德曼教授是著名的医学家,他对维勒的才华也很欣赏。他觉得,维勒如果不好好读医学,就太可惜了。他不愿意医学界失去这位后起之秀,他想亲自指导维勒攀登医学科学高峰。两位名师争徒,这真出乎维勒意料。能得到他们中的任何一位的指导,对一般学生来说都是天大的好事,可维勒一下子得到了两个人的垂青,这怎能不让他受宠若惊?他尊重、景仰蒂德曼教授,可他也不愿意改变自己的选择,这可怎么办呢?他把自己的真实想法告诉了两位导师,两位导师协商的结果,决定采取折中方案,让他研究生理学中的化学问题。就这样,维勒在这两位大师的指引下,以一种独特的方式,走上了化学研究道路。根据蒂德曼教授的建议,维勒选择尿素作为自己的研究对象。尿素是有机体新陈代谢排泄出来的废物中第一重要的化学物质,研究尿素对于当时的生理学有一定的学术价值。正因为这样,蒂德曼教授才把这项课题交给了维勒。按照蒂德曼教授教给的方法,维勒经过刻苦钻研,终于在1823年,从动物尿和人尿中分离出了尿素。接着,他又在格美林教授的指导下,对尿素的化学成分做了全面分析。格美林教授的分析方法非常先进,维勒运用这种方法,精确地测定了尿素中氮、氢、氧和碳的成分,得到了一批数据,并由此查明了尿素的一些重要性质以及它在动物体内的生理作用。他的工作做得非常好,正是由于这项研究,维勒年仅23岁就获得了海德堡大学的医学博士学位。获得博士学位以后,维勒来到瑞典的斯德哥尔摩大学贝采利乌斯实验室,为他仰慕已久的贝采利乌斯做助手,跟随这位“化学巨人”一道从事研究工作。在那里,他进一步充实了自己,学到了更为先进的实验和分析方法。而且,他还与贝采利乌斯成了莫逆之交。在日后的岁月里,两人的学术观点时有不同,但他们的友谊却一直保持了下来。在斯德哥尔摩待了一年以后,1825年,他又回到了自己的祖国,在柏林化学和矿物学校当了一名化学教师。在这所学校,他的薪金很低。本来他可以在其他学校得到更高的薪金,但他认为工作环境和研究条件比工资更重要。他看中的是该校的化学实验室。正因为这样,他才愉快地接受了柏林化学和矿物学校校长的聘请。在学校里,维勒一方面负担繁重的教学任务,一方面尽量利用业余时间搞科研。他的兴趣一开始是在无机化学上,在不长的时间之内,他就做出了一系列令人瞩目的成就。他研究出了分离金属铝和铍的方法,还发现了碳化钙,指出碳化钙能迅速与水反应生成可燃性气体乙炔。他还差一点就成了世界上钒的第一位发现者。这些工作,使得他在化学界崭露头角,成了一颗冉冉升起的新星。在博士毕业后的最初几年里,维勒取得了丰硕的成果。不过,与他接下去的工作相比,上述成果就显得次要多了。那时,他一直在关注氰酸和氰酸盐的研究。氰酸和氰酸盐都含有氰酸根,氰酸根是一种在性质上与氯离子很相近的酸根,它能与氢原子结合,生成氢氰酸。氢氰酸在与强碱反应时,可以生成相应的盐。根据这一性质,维勒用氢氰酸与有关氢氧化物进行反应,制得了不同的氰化物,并对这些氰化物的性质做了较长一段时间的研究。一天,维勒在查阅杂志时,读到了德国化学家尤斯图斯·李比希的一篇文章,从中知道李比希正在进行与自己相似的研究。于是,他立即给李比希去信,建立了工作联系。从那以后,两人成了同一课题的竞赛者,最终还成了好朋友。维勒在那篇文章中发现,李比希在研究中也得到了自己所制得的那种氰化物,可是他对那种物质性质的描述却与自己所知大不相同。李比希描述说,他制得的那种氰化物具有猛烈的爆炸性能,甚至在合成过程进行之中,稍有不慎也会引起爆炸。而维勒所得到的同一种氰化物却非常稳定,根本不会爆炸。为什么会是这样的呢?同一种物质,不可能出现如此截然相反的性质。答案只能是他们中的一个人出了错误,这个人如果不是李比希,那就是维勒。为了证明自己是正确的,两个人都在艰苦地工作着。维勒在探讨这个问题的过程中,制备出了氰酸氨这种物质。他将氨溶液与氰酸混合,然后加热蒸发。根据化学原理,氨是碱性的,它与氰酸这种酸起反应,得到的应该是氰酸氨这种盐。维勒得到的氰酸氨是一种不透明的晶体。按常规,得到了这种晶体之后,应该对其性质进行分析。分析的方法之一是将其与氢氧化钾在一起加热。从性质上来说,当氰酸氨与氢氧化钾在一起加热时,钾离子置换出了氰酸氨中的氨根,氨根与氢氧根结合,生成氢氧化氨,就是我们平常所说的氨水。这样,混合液中应该出现氨的气味。可无论他如何做实验,溶液中始终没有出现氨的气味。再换用其他方法,该晶体同样没有出现氨的反应,也没有出现氰酸的反应。既然没有出现预期的反应,那就说明加热后的晶体已经不是氰酸氨了。不是氰酸氨,那它是什么呢?要判定它是什么物质,方法只有一个,就是测定它的成分,再与已知物质相比较,通过比较做出判断。于是,在接下去的日子里,他一遍又一遍地重复氨溶液与氰酸的反应过程,分析那个本应称做“氰酸氨”的晶体的成分。通过实验,数据越来越精确,氮、氢、氧以及碳的百分比含量,已经确凿无疑。望着最后的结果,他十分惊讶,因为这组数据与他做博士论文时对尿素的分析所得完全一致。也就是说,他用人工合成的方法,从无机物中制得了尿素。用人工方法合成了尿素,这一结果使维勒非常吃惊。按传统观点,只有活组织才能形成尿素,可现在他却用无机物把它制造出来,而且仅仅是加了一下热。为了证实自己的发现,维勒将这个实验重复做了许多次,每次都得到了相同的结果。经过一再验证,他终于肯定,自己确实制造出了尿素。1828年,他把自己的研究成果写成了一篇总结性的论文:《论尿素的人工生产》,公布于世。与此同时,他还把这一发现写信告诉了自己的老师贝采里乌斯和朋友李比希,请他们对自己的工作进行评价。他觉得,贝采里乌斯未必会同意他的观点,但他,需要听取贝采里乌斯的意见。果然,贝采里乌斯不同意他的见解。贝采里乌斯的反对是有原因的。当时,有机化学还处于概念不清的阶段,很多人认为有机物就是专指动植物组织。18世纪末生物学界广泛流行的活力论,对有机物的研究也带来了某种神秘色彩。贝采里乌斯深受这种观点影响,他还对之做了系统表述。他认为,化学物质分为两类,一类是无机物,与生命无关;另一类是有机物,它来源于有生命的组织,含有生命力。无机化学的定律并不全都适合于有机物。贝采里乌斯相信在制成有机物时需要“生命力”,而“生命力”在实验室里是不可能找到的,因此化学家不可能在没有生命组织的帮助下,从无机物合成有机物。这就是说,在有机化学和无机化学之间横亘着一条鸿沟,它们是不可逾越的。贝采里乌斯的观点在当时很有代表性,维勒在海德堡大学的导师格美林教授就是这一观点的忠实拥护者。但是这一鸿沟现在被维勒打破了。他居然在实验室里人工合成了尿素。贝采里乌斯一开始不相信这一事实。可许多化学家都重复了维勒的实验,得到了相同的结果。于是贝采里乌斯又觉得,氰酸氨本身也许就是有机物,那么用它来制得尿素不能说明什么问题;或者尿素并不是真正的有机物,那么用氰酸氨制得尿素也说明不了什么。总而言之,用氰酸氨制造出尿素来,不能说明有机物与无机物的鸿沟已被打破。李比希则对维勒的工作评价很高。他与维勒之间关于氰化物的那段公案已经了结。贝采里乌斯与法国著名化学家盖-吕萨克都已证明,李比希和维勒得到的物质分子式是相同的,但其性质确实不同。贝采里乌斯把这种具有相同分子式的不同化合物称为同分异构体。这一概念表明,相同原子的不同排列会导致不同的化学性质。结构化学就是在这一概念引导下发展出来的。由此可见,他与维勒的这场科学竞赛,导致了结构化学的诞生。因此,这场比赛,两人都是赢家。但李比希没有想到的是,在这场竞赛中,维勒竟然意外地人工合成了尿素,摘了一个大苹果。不过李比希并不嫉妒,他对维勒的成就表示衷心的祝贺。同时,他也及时调整了自己的科研方向,把注意力转到了有机物的人工合成方面。在随后的岁月里,他与维勒密切合作,从事有机化肥的研究。两人的合作,使得德国在这个领域里遥遥领先于世界其他各国。李比希也因为在有机合成方面的卓越成就,而成为德国有机化学学科的带头人。维勒的工作还大大鼓舞了其他化学家。在他的启发下,很多化学家开始转而从事有机合成实验。1845年,德国化学家科尔贝人工合成了有机物醋酸,接着人们又合成了葡萄酸、柠檬酸、苹果酸等有机酸;1854年,法国化学家贝特罗人工合成了油脂类物质;1861年,俄国化学家布特列洛夫人工合成了糖类物质……正是在这样一系列的进展中,贝采里乌斯等人逐渐放弃了自己的“生命力”学说,承认有机物可以在实验室里被人工合成出来。有机物与尤机物之间的鸿沟就这样慢慢地被填平了。人工合成尿素的工作,使得维勒在德国化学界的地位大大提高。1836年,哥廷根大学的化学教授斯特罗迈耶去世之后,维勒被任命去接替他遗留下来的空缺。这一任命是从包括李比希在内的许多候选人中选出来的。不过,他跟李比希之间的友谊并未因此而受到影响。1854年,维勒被选为英国伦敦皇家学会会员,1872年获得该会的科普利奖。他还是法国科学院的院士,并担任过哥廷根化学研究所所长、汉诺威药房的监察主任等重要职务。1882年9月23日,他在哥廷根与世长辞。就在他去世之前,他所开创的有机化学的人工合成方向,已经发展成了浩浩荡荡的化学研究的新洪流。对此,人们永远铭记着他的功绩。

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《物理化学学报》

1.《大学化学》双月刊高等学校教育研究中心 中国化学会 主办邮发代号:82-314主编:常文保地址:北京大学化学楼W202邮政编码:100871电话: 2.《中学化学》月刊 哈尔滨师范大学主办邮发代号:14-102主编:徐恒泳 崔凌飞Email:mailto:通信地址:哈尔滨市和兴路50号邮政编码:150080电话: 3.《化学世界》月刊 全国中文核心期刊上海市化学化工学会 邮发代号:4-19主编:高滋通信地址:邮政编码:200020电话: 4.《化学教育》月刊中国化学会主办邮发代号:2-106主编:朱文祥Email:mailto:通信地址:北京师范大学化学系邮政编码:100875电话号码: 5.《化学教育》月刊 全国中等教育类核心期刊华东师范大学主办邮发代号 4-324Email:mailto:通信地址:上海市中山北路3663号邮政编码:200062电话: 6.《中学化学教学参考》月刊 全车中等教育类核心期刊陕西师范大学主办 邮发代号:52-32主编:通信地址:陕西师范大学《中学化学教学参考》编辑部邮政编码:710062电话:

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碳酸羟脂的化学名称是聚(l-乳酸-co-羟基乙酸)。

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