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摘 要：配位化学是当前化学研究的热点领域,应当将配位化学研究内容和手段融于本科教学中,让学生了解配位化学的研究现状,培养学生的科研创新热情.关于配位化学部分的本科教学,本文提出几点个人想法.主要提出了三点意见：第一,介绍配位化合物的光、电、磁等功能性质；第二,介绍配位化学的研究方法；第三,计算机在配位化学中的应用.
关 键 词：本科；无机化学；配位化学；教学改革
配位键是一种特殊的共价键,又称配位共价键.当共价键用的电子对是由其中一原子独自供应,并由成键的两个原子共同使用时,就称之为配位键.配位化合物简称配合物,又称络合物,配位键是配位化合物的本质特征.18世纪末,人们开始研究配位化合物,至今已有两百多年的历史.配位化合物在化学生物等领域里有着广泛的应用和重要意义,例如植物进行光合作用的叶绿素是一种含镁的配合物,动物血液中输送氧的血红素是一种含亚铁的配合物.配合物的研究涉及了无机、有机、超分子、材料、晶体工程和拓扑学等多个研究领域.近年来,配位化学成为众多学科交叉的热门研究领域之一.结合当前配位化学研究成果和趋势,以及作者的教学经历,就本科教学中,配位化学部分教学如何适应当前研究需求,本文进行了探讨.
笔者认为为了更好地讲解配位化学,应当将以下内容穿插在教学过程中.
一、介绍配位化合物的光、电、磁等功能性质
配位聚合物由于结合金属离子和有机配体的构型及配位基团的特点,可能表现出一些独特的物理化学性质,例如气体分离与吸附性质、半导体性质、磁性质、非线性光学及铁电性质、荧光性质等.
二、介绍配位化学的研究方法
研究配位化合物的最基本的手段是单晶X-射线衍射.将配合物培养成单晶状态后,通过单晶X-射线衍射仪收集X-射线衍射数据,再用专业的软件如SHELXTL、WINGX等程序进行分析,进而得到配合物的晶系、空间群、原子在空间的链接等微观结构信息,分析配合物的性质和结构的关系.除单晶X-射线衍射,粉末X-射线衍射、红外光谱、热重、元素分析、荧光光谱等也是配合物的重要研究手段.
三、计算机在配位化学中的应用
计算机是配合物研究的极其重要的工具,当前很多关于配合物的研究都要辅以计算机.除上面提到的通过计算机运行SHELXTL或WINGX来分析单晶结构外,还可以利用计算机对配合物的空间结构进行拓扑分析,对一些微孔配位聚合物的空隙率和孔道进行理论计算和模拟,对磁性等数据进行拟合等等.计算机的使用为我们研究配合物带来极大的方便,教学中可以将这些计算机软件在课堂上介绍给学生.