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第1章 绪论 1

第1节 无机合成（制备）化学中的几个基本问题 2

1.1.1 现代无机合成（制备）化学的研究对象与内容 2

1.1.2 无机合成（制备）化学与反应规律问题 3

1.1.3 无机合成（制备）中的实验技术和方法问题 5

1.1.4 无机合成（制备）中的分离问题 6

1.1.5 无机合成（制备）中的结构鉴定和表征问题 7

第2节 无机合成与制备化学有关的专著和文献 8

第3节 无机合成与制备化学中若干前沿课题 11

1.3.1 新合成（制备）反应、路线与技术的开发以及相关基础理论的研究 11

1.3.2 绿色（原子经济、环境友好与节能）合成反应与工艺的基础性研究 13

1.3.3 极端条件下的合成路线、反应方法与制备技术的基础性研究 13

1.3.4 仿生合成与无机合成中生物技术的应用 14

1.3.5 特种结构无机物和特种功能材料的定向设计合成及分子工程学 15

参考文献 16

第2章 高温合成 17

第1节 高温合成反应主要类型概述 17

2.1.1 高温下的固-固相合成反应 17

2.1.2 高温下的固-气相合成反应 17

2.1.3 高温下的其它合成反应类型 18

第2节 高温的获得和测量技术 18

2.2.1 电阻炉 19

2.2.2 感应炉 21

2.2.3 电弧炉 21

2.2.4 测温仪表的主要类型 21

2.2.5 热电偶高温计 22

2.2.6 光学高温计 22

第3节 高温下的固相合成反应 22

2.3.1 固相反应的机理和特点 23

2.3.2 固相合成反应中的几个问题 25

第4节 稀土固体材料的高温合成 28

2.4.1 含氧稀土化合物的合成 28

2.4.2 不含氧的稀土化合物的合成 29

2.4.3 稀土固体材料制备中的离子取代 30

2.4.4 异常价态稀土化合物的合成 31

第5节 溶胶-凝胶合成法 31

2.5.1 概论 31

2.5.2 溶胶-凝胶合成方法中的主要化学问题 32

2.5.3 溶胶-凝胶合成方法应用的近期进展 37

第6节 自蔓延高温合成 37

2.6.1 SHS反应 37

2.6.2 外场活化下的SHS反应 43

第7节 化学转移反应 45

2.7.1 概述 45

2.7.2 化学转移反应的装置与一些基本规律 46

2.7.3 化学转移反应在提纯与制备中的应用 48

第8节 深冷化学合成中金属蒸气和活性分子的高温制备 52

2.8.1 概论 52

2.8.2 金属蒸气的获得技术 54

2.8.3 高温物种的获得实例 57

第9节 高温熔盐体系中的电解以及在无机合成中的其它应用 60

2.9.1 熔盐结构 60

2.9.2 熔盐特性 61

2.9.3 熔盐的主要物化性质 62

2.9.4 熔盐电解实例——稀土金属的电解制备 69

2.9.5 熔盐电解在无机合成中的其它应用 76

2.9.6 熔盐技术在无机合成领域中的其它应用 78

参考文献 79

第3章 低热固相合成化学 82

第1节 引言 82

3.1.1 传统的固相化学 82

3.1.2 固体的结构和固相化学反应 83

第2节 低热固相化学反应 86

3.2.1 固相反应机理 86

3.2.2 低热固相化学反应的特有规律 88

3.2.3 固相反应与液相反应的差别 90

第3节 低热固相反应在合成化学中的应用 90

3.3.1 合成原子簇化合物 91

3.3.2 合成新的多酸化合物 91

3.3.3 合成新的配合物 91

3.3.4 合成固介化合物 92

3.3.5 合成功能材料 93

3.3.6 合成有机化合物 95

第4节 低热固相化学反应在生产中的应用 98

3.4.1 固相热分解反应在印刷线路板制造工业中的应用 98

3.4.2 固相热分解反应在工业催化剂制备中的应用——前驱物分解法 99

3.4.3 低热固相反应在颜料制造业中的应用 99

3.4.4 低热固相反应在制药中的应用 100

3.4.5 低热固相化学反应合成纳米功能材料 101

3.4.6 在工业中的其它应用 101

第5节 结语 101

参考文献 101

第4章 低温合成和分离 110

第1节 低温的获得、测量和控制 110

4.1.1 低温的获得 110

4.1.2 低温的控制与测量 112

4.1.3 低温实验的其它设备 114

第2节 真空的获得、测量与实验室常用的真空装置 115

4.2.1 真空的获得 115

4.2.2 真空的测量 118

4.2.3 实验室常用的真空装置和操作单元 119

第3节 低温下气体的分离 125

4.3.1 低温下的分级冷凝 125

4.3.2 低温下的分级真空蒸发 128

4.3.3 低温吸附分离 128

4.3.4 低温下的化学分离 129

4.3.5 深冷精馏 130

4.3.6 一些实例的介绍 130

第4节 液氨中的合成反应 134

4.4.1 金属同液氨的反应 134

4.4.2 化合物在液氨中的反应 135

4.4.3 非金属同液氨的反应 136

4.4.4 液氨中纳米态的制备 136

第5节 低温下稀有气体化合物的合成 136

4.5.1 低温下的放电合成 138

4.5.2 低温水解合成 138

4.5.3 低温光化学合成 139

第6节 低温下挥发性化合物的合成示例 140

4.6.1 二氧化三碳的合成 140

4.6.2 氯化氰的合成 141

4.6.3 磷化氢的合成 142

4.6.4 双氰的合成 143

4.6.5 氰酸的合成 144

第7节 深冷化学中的合成反应 144

4.7.1 合成反应类型 144

4.7.2 合成反应的基本装置 148

4.7.3 金属蒸气合成：金属与不饱和烃的反应 149

参考文献 152

第5章 水热与溶剂热合成 155

第1节 水热与溶剂热合成基础 155

5.1.1 合成化学与技术 155

5.1.2 合成的特点 156

5.1.3 反应的基本类型 156

5.1.4 反应介质的性质 158

第2节 水热与溶剂热体系的成核与晶体生长 162

5.2.1 成核 162

5.2.2 非自发成核体系晶化动力学 163

5.2.3 自发成核体系晶化动力学 164

第3节 功能材料的水热与溶剂热合成 164

5.3.1 介稳材料的合成 164

5.3.2 人工水晶的合成 165

5.3.3 特殊结构与聚集态的制备 169

5.3.4 复合氧化物与复合氟化物的合成 169

5.3.5 低维化合物的合成 172

5.3.6 无机／有机杂化材料的合成 174

5.3.7 有机分子的原位合成 175

第4节 水热条件下的海底：生命的摇篮 176

5.4.1 温暖的池塘——水热海底 176

5.4.2 分子生物学与进化树 177

5.4.3 时间的证明与水热条件 178

5.4.4 化学的阶梯：合成与进化 178

5.4.5 展望 184

第5节 超临界水——新型的反应体系 184

5.5.1 超临界水的性质 184

5.5.2 超临界水溶液 185

5.5.3 超临界体系中的反应特点及表征 186

5.5.4 超临界水氧化与其实际应用 188

5.5.5 展望 190

第6节 水热与溶剂热合成技术 190

5.6.1 反应釜（autoclaves） 191

5.6.2 反应控制系统 193

5.6.3 水热与溶剂热合成程序 193

5.6.4 合成与原位表征技术 194

参考文献 194

第6章 高压条件下的无机合成 200

第1节 引言 200

第2节 高压无机合成的实验方法 201

6.2.1 高压的产生 201

6.2.2 传压介质的选择 205

6.2.3 压力的标定 207

6.2.4 高温的产生 210

6.2.5 小结 212

第3节 高压对物质基本形态的影响 213

6.3.1 高压条件下的气体 213

6.3.2 高压条件下的固体物质 214

6.3.3 高压条件下的水 215

第4节 高压对无机化学反应的影响 216

6.4.1 压力对无机反应热力学和动力学的影响 217

6.4.2 压力对无机反应的影响 219

第5节 高压对无机化合物晶体结构和电子结构的影响 221

6.5.1 高压下物质晶体结构的变化 221

6.5.2 高压下物质电子结构的变化 224

第6节 高压合成方法在无机合成中的主要作用 228

6.6.1 高压可以阻止热力学上不稳定的起始原料的分解 228

6.6.2 高压有利于致密相的合成 229

6.6.3 高压可以降低合成温度和缩短合成时间 230

6.6.4 高压能够稳定过渡族元素的较高氧化态 230

6.6.5 高压可以稳定一些中间价态 231

6.6.6 高压有利于具有特殊物理性质轻元素化合物的合成 231

6.6.7 高压可以导致一些重要的无定形和准晶材料 231

6.6.8 结论 232

第7节 重要无机化合物的高压合成 232

6.7.1 高压条件下金刚石的合成 232

6.7.2 高压条件下立方氮化硼的合成 234

6.7.3 高压条件下C3N4的合成 236

6.7.4 高压条件下超导材料的合成 236

6.7.5 含有特殊氧化态过渡金属离子化合物的高压合成及性质 238

6.7.6 总结和展望 238

参考文献 239

第7章 无机光化学合成 247

第1节 基本概念 248

7.1.1 电子激发态的光物理过程 248

7.1.2 光的吸收 249

7.1.3 Stark-Einstein定律 250

7.1.4 光化学能 250

7.1.5 电荷分离 251

第2节 实验方法 251

7.2.1 光源 251

7.2.2 狭窄波长宽度光的获得 252

7.2.3 光化学研究装置 253

7.2.4 光量计 254

第3节 光化学合成 255

7.3.1 金属有机配合物的光化学合成 255

7.3.2 光敏化反应制取硅烷、硼烷、氯气 264

7.3.3 激光光助镀膜 266

7.3.4 光化学沉积制膜 269

7.3.5 光化学合成纳米材料 270

7.3.6 光解水制备H2 271

第4节 结语 275

参考文献 275

第8章 CVD在无机合成与制备化学中的应用和相关理论 280

第1节 化学气相沉积的简短历史回顾 280

第2节 化学气相沉积的技术原理 282

8.2.1 简单热分解和热分解反应沉积 282

8.2.2 氧化还原反应沉积 283

8.2.3 合成反应沉积 284

8.2.4 化学输运反应沉积 284

8.2.5 等离子体增强的反应沉积 285

8.2.6 原子层化学气相沉积 285

8.2.7 其它能源增强的反应沉积 285

第3节 化学气相沉积的装置 286

8.3.1 半导体超纯多晶硅的沉积生产装置 286

8.3.2 常压单晶外延和多晶薄膜沉积装置 287

8.3.3 热壁LPCVD装置 287

8.3.4 等离子体增强CVD装置（PECVD） 288

8.3.5 原子层CVD装置 289

8.3.6 履带式常压CVD装置 289

8.3.7 模块式多室CVD装置 290

8.3.8 桶罐式CVD反应装置 290

8.3.9 砷化镓（GaAs）外延生长装置 290

第4节 CVD技术的一些理论模型 291

8.4.1 简单气相生长动力学模型 291

8.4.2 LPCVD工艺模拟模型 293

8.4.3 选择性钨沉积的半封闭结构模型 298

8.4.4 激活低压CVD金刚石的热力学耦合模型 302

参考文献 312

第9章 微波与等离子体下的无机合成 315

第1节 微波辐射法在无机合成中的应用 316

9.1.1 微波加热和加速反应机理 316

9.1.2 沸石分子筛的合成 320

9.1.3 沸石分子筛的离子交换 325

9.1.4 微波合成无机纳米材料 326

9.1.5 微波辐射法在无机固相反应中的应用 328

9.1.6 稀土磷酸盐发光材料的微波合成 330

9.1.7 在多孔晶体材料上无机盐的高度分散 331

第2节 微波等离子体化学 331

9.2.1 微波等离子体及其特点 331

9.2.2 等离子体中主要基元反应过程 334

9.2.3 获得微波等离子体的方法和装置 338

9.2.4 微波等离子体在无机合成与制备中的应用 340

参考文献 344

第10章 配位化合物的合成化学 352

第1节 直接法 352

10.1.1 溶液中的直接配位作用 352

10.1.2 组分化合法合成新的配合物 353

10.1.3 金属蒸气法和基底分离法 353

第2节 组分交换法 355

10.2.1 金属交换反应 355

10.2.2 配体取代 355

10.2.3 配体上的反应与新配合物的生成 356

第3节 氧化还原反应法 356

10.3.1 由金属单质氧化以制备配合物 356

10.3.2 由低氧化态金属氧化制备高氧化态金属配合物 356

10.3.3 还原高氧化态金属以制备低氧化态金属配合物 357

10.3.4 由高氧化态金属氧化低氧化态金属以制备中间氧化态配合物 357

10.3.5 电化学方法 357

10.3.6 高压氧化还原反应制备配合物 358

第4节 固相合成方法 358

10.4.1 配体与金属化合物反应 358

10.4.2 由已知配合物制备新的配合物 359

第5节 包合化合物的合成 359

10.5.1 层状包合物的合成 359

10.5.2 多核过渡金属化合物和原子簇为主体的包合物合成 360

第6节 大环配体模板法 361

参考文献 362

第11章 配位聚合物的组装化学 364

第1节 配位聚合物组装的基本原理 364

11.1.1 配位聚合物的网络结构 364

11.1.2 分子设计与组装 365

第2节 配位聚合物的分子设计 367

11.2.1 单金属节点 367

11.2.2 金属簇节点 370

第3节 反应条件对产物结构的调控 374

11.3.1 温度效应 375

11.3.2 pH效应 376

11.3.3 模板法与添加剂法 378

11.3.4 溶剂效应 379

11.3.5 反离子效应 380

第4节 原位金属／配体反应 381

11.4.1 金属的原位氧化还原 381

11.4.2 配体的原位形成 382

参考文献 384

第12章 簇合物的合成化学 387

第1节 引言 387

第2节 含羰基配体簇合物的合成 389

12.2.1 配体取代反应 389

12.2.2 加成反应 390

12.2.3 缩合反应 391

12.2.4 金属交换反应 392

12.2.5 桥助反应 392

12.2.6 桥助缩合反应 394

12.2.7 偶然发现的反应 394

第3节 金属原子间具有多重键的簇合物的合成 395

12.3.1 含金属间多重键的簇合物中的配体 395

12.3.2 具有金属—金属四重键的二核簇合物的合成 396

12.3.3 具有金属间多重键的四核簇合物的合成 399

第4节 铁硫和钼（钨）铁硫簇合物的合成 401

12.4.1 生物体系中铁硫和钼铁硫簇合物的概况 401

12.4.2 铁硫簇合物的合成 403

12.4.3 钼（钨）铁硫簇合物的合成 405

12.4.4 含柠檬酸和高柠檬酸配体的钼硫簇合物的合成 409

第5节 碳簇的合成 410

12.5.1 碳簇的发现 410

12.5.2 碳簇的合成 410

12.5.3 富勒烯笼外配合物的合成 411

12.5.4 富勒烯笼内金属包合物的合成 414

12.5.5 杂笼富勒烯的合成 414

12.5.6 富勒烯聚合物 414

参考文献 416

第13章 金属有机化合物的合成化学 426

（一）主族金属有机化合物 428

第1节 主族金属有机化合物的特性 428

第2节 主族金属有机化合物的合成方法 429

第3节 碱金属有机化合物的合成 431

13.3.1 锂金属有机化合物 431

13.3.2 钠和钾金属有机化合物 433

第4节 第ⅡA族和第ⅡB族金属有机化合物的合成 435

13.4.1 铍金属有机化合物 435

13.4.2 镁金属有机化合物 436

13.4.3 Ca和Ba金属有机化合物 437

13.4.4 Zn,Cd,Hg金属有机化合物 439

第5节 第ⅢA族金属有机化合物的合成 441

13.5.1 铝金属有机化合物 441

13.5.2 镓、铟和铊金属有机化合物 443

第6节 第ⅣA族金属有机化合物的合成 445

13.6.1 烷基卤硅烷 445

13.6.2 卤有机硅氧化合物 447

13.6.3 锗金属有机化合物 450

13.6.4 锡金属有机化合物 451

13.6.5 铅金属有机化合物 452

第7节 第ⅤA族有机化合物的合成 453

13.7.1 有机磷化合物的分类 453

13.7.2 有机磷化合物的结构和命名 454

13.7.3 有机磷化合物的合成 456

13.7.4 Wittig试剂 457

13.7.5 АРБУЗОВ重排反应 459

13.7.6 McComack反应 459

13.7.7 杀虫剂敌百虫的合成 460

第8节 第ⅠB族铜（Ⅰ）、银（Ⅰ）、金（Ⅰ）有机化合物的合成 461

13.8.1 烷基或芳基铜的合成 461

13.8.2 烷基（或芳基）铜配合物的合成 461

13.8.3 烷基（或芳基）铜锂的合成 461

13.8.4 Ullman反应 464

13.8.5 铜乙烯配合物 464

13.8.6 环戊二烯基铜（Ⅰ）的卡宾配合物 466

13.8.7 银烷基化合物的合成 467

13.8.8 金烷基化合物的合成 469

（二）过渡金属有机化合物 470

第9节 18价电子规则 471

13.9.1 d电子数与氧化价的关系 472

13.9.2 配体的电荷与配位数 472

13.9.3 配合物几何构型 473

13.9.4 Hepto数 473

第10节 过渡金属有机化合物的合成 473

13.10.1 烷基和芳基（σ给电子配体）过渡金属有机化合物（M—Cσ键） 473

13.10.2 烯烃和芳基（σ给电子／π吸电子配体）过渡金属有机化合物 477

13.10.3 过渡金属卡宾和卡拜配合物 478

13.10.4 过渡金属羰基化合物 481

13.10.5 烯、炔烃和芳烃过渡金属π配合物（σ，π给电子／π吸电子配体） 483

13.10.6 环戊二烯（σ，π给电子／吸电子配体）过渡金属配合物 489

参考文献 494

第14章 无机聚合物的合成与制备化学 505

第1节 引言 505

第2节 有机硅聚合物 506

14.2.1 聚二有机基硅氧烷和聚二有机基硅烷 506

14.2.2 主链掺杂其它原子的聚硅烷 507

第3节 有机膦腈聚合物 513

14.3.1 无机／有机杂化聚膦腈 513

14.3.2 聚膦腈合成与材料制备 514

14.3.3 环基聚膦腈及其制备 515

参考文献 526

第15章 非化学计量比化合物的合成化学 529

第1节 引言 529

第2节 非化学计量比化合物和点缺陷 530

15.2.1 点缺陷及其表示符号 530

15.2.2 点缺陷与化学计量整比性 533

15.2.3 缺陷缔合和簇结构 534

15.2.4 离子晶体中的点缺陷 535

第3节 非化学计量比化合物的合成 538

15.3.1 非化学计量比化合物的稳定区域 538

15.3.2 非化学计量比化合物的合成 540

15.3.3 非计量比Fe3O4的制备 547

第4节 非化学计量比化合物的表征与测定 552

参考文献 558

索引 561