Inorganic Rings and Polymers of the P-Block Elements

Inorganic Rings and Polymers of the P-Block Elements pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Chivers, Tristram/ Manners, Ian
出品人:
页数:348
译者:
出版时间:2009-5
价格:$ 90.40
装帧:
isbn号码:9781847559067
丛书系列:
图书标签:
  • Inorganic Chemistry
  • P-Block Elements
  • Rings
  • Polymers
  • Coordination Chemistry
  • Materials Science
  • Chemical Bonding
  • Synthesis
  • Structure
  • Properties
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具体描述

Ring systems represent a very important branch of organic chemistry. Benzene is perhaps the pre-eminent example and provides the benchmark for the so-called aromatic character of cyclic systems. Cycloalkanes are another prominent class of organic compounds and these saturated ring systems form a homologous series known as alicyclics. Materials that are constructed from organic polymers such as polythene, polystyrene, polyisoprene (natural rubber) and polyvinyl chloride are common features of our daily lives. Most of these and related organic polymers are generated from acyclic precursors by free radical, anionic, cationic or organometallic polymerisation processes or by condensation reactions. The focus of this book is monocyclic inorganic ring systems of the p-block elements and the polymers that are, in many cases derived from them. Bicyclic or polycyclic arrangements are considered when they are closely related to those of monocyclic systems. Inorganic heterocycles that are more accurately described as coordination complexes of chelating inorganic ligands are included only when they are directly related to an inorganic homocycle or heterocycle by the replacement of one p-block element by a more metallic p-block element. After a short introductory chapter, the first half of the book is comprised of seven chapters that deal with the fundamentals of the subject intended for undergraduates or researchers who are unfamiliar with the topic, covering the following areas: - synthetic methods - characterisation techniques - delocalisation in inorganic rings - paramagnetic inorganic rings - inorganic macrocycles - ligand chemistry - inorganic polymers (general concepts including, synthesis, structure and bonding, characterisation methods, properties and applications) The final four chapters discuss in detail the chemistry of inorganic homo- and hetero-cycles involving the elements of groups 13-16 (the p-block elements). The focus is on relating the early seminal contributions to the field with exciting new developments. From the fundamental standpoint, novel structures and new bonding concepts are highlighted, in addition to synthetic approaches. This is the first book that addresses both the fundamental and applied aspects of inorganic ring systems through an emphasis of their use as precursors to inorganic polymers and other useful materials (e.g. semiconductors and ceramics). The book is intended primarily for senior undergraduates and graduate students in inorganic chemistry, as well research workers in the field of inorganic ring systems and polymers. At the undergraduate level it serves as a supplementary text to the more general inorganic chemistry text books and at the graduate level it would be the text of choice for a course in the area of inorganic rings and polymers.

无机异构体与多聚物的合成、结构与性质 本书聚焦于P区元素,深入探讨其独特而迷人的无机异构体(Inorganic Rings)与多聚物(Polymers)的化学世界。P区元素,涵盖了从III族到VII族以及零族的元素,因其多样的价电子构型和轨道杂化能力,能够形成种类繁多、结构各异的环状和链状无机化合物。本书旨在系统性地梳理这些化合物的合成策略、结构特征、键合方式以及由此衍生的物理化学性质,为相关领域的科研人员和研究生提供一本详实的参考资料。 第一章:P区元素无机环状化合物的概述 本章将为读者建立对P区元素无机环状化合物的初步认知。我们将回顾P区元素在形成环状结构方面的普遍性和特殊性,分析电子结构对其环化行为的影响,并介绍不同环骨架的分类方法,例如基于P区元素种类的分类(如含氮环、含磷环、含硫环等)或基于环大小和拓扑结构的分类。同时,本章还将简要介绍无机环状化合物在材料科学、催化、生物无机化学等领域的潜在应用前景,激发读者对后续章节的兴趣。 第二章:磷(P)的无机环状化合物 磷作为P区元素中形成环状结构最为活跃的元素之一,在本章中将得到详尽的阐述。我们将详细介绍各类磷的无机环,包括但不限于: 多磷环(Polyphosphorus Rings): 讨论各种链状和环状多磷的结构(如P3-, P4-, P5-等),以及它们的合成方法,例如通过还原三卤化磷或磷与金属的反应。我们将深入分析P-P键的性质,以及不同配位数和氧化态磷原子在环中的行为。 含磷-非金属元素环(Phosphorus-Heteroatom Rings): 重点关注含有P-N、P-O、P-S、P-Se等键的环状化合物。例如,我们将探讨亚磷酸酯(phosphites)、磷酰胺(phosphoramides)及其衍生物的环状结构,以及这些化合物的合成、稳定性和反应性。特别地,我们将关注含磷杂环化合物在配位化学中的应用,作为重要的配体。 含磷-金属元素环(Phosphorus-Metal Rings): 介绍磷与过渡金属或主族金属形成的环状配合物。我们将讨论这些化合物的合成、结构特点(如夹层结构、金属-磷簇等),以及它们作为催化剂或在材料制备中的作用。 第三章:硫(S)的无机环状化合物 硫的同素异形体和多硫化物是其无机环状化学的重要组成部分。本章将重点介绍: 多硫环(Polysulfur Rings): 详细分析S8环(正交硫)的结构和性质,以及其他环状多硫化物(如S6, S7, S10, S12等)的形成、结构和光谱学表征。我们将探讨多硫离子的合成方法,例如通过硫与碱金属的反应,以及它们在溶液中的动态平衡。 含硫-非金属元素环(Sulfur-Heteroatom Rings): 涵盖含有S-N、S-O、S-Se等键的环状化合物。例如,我们将讨论硫氮化物(sulfur nitrides)的奇特结构和合成(如S4N4),以及含硫氧环(如亚硫酸盐、硫酸盐的衍生物)的结构多样性。 含硫-金属元素环(Sulfur-Metal Rings): 介绍硫作为桥连配体或末端配体与金属形成的环状配合物。我们将分析这些化合物的电子结构、键合性质以及它们在催化和材料科学中的应用。 第四章:氮(N)的无机环状化合物 氮原子具有独特的电子结构和成键能力,使其能够形成多种有趣的无机环状结构。本章将深入探讨: 氮环(Nitrogen Rings): 重点介绍氮的低价态环状结构,如四氮化物阴离子(N4^2-)的合成与结构,以及氮-氮键的性质。 含氮-非金属元素环(Nitrogen-Heteroatom Rings): 涵盖含有N-P、N-O、N-S等键的环状化合物。例如,我们将详细讨论磷氮化合物(phosphazenes)的化学,包括其线性、环状和笼状结构,以及它们在聚合物、阻燃剂和生物医学材料中的应用。我们将分析P=N键的性质,以及不同取代基对磷氮环结构和性能的影响。 含氮-金属元素环(Nitrogen-Metal Rings): 介绍氮化物作为配体或桥连基团与金属形成的环状配合物。我们将讨论这些化合物的合成、结构和电子性质,以及它们在催化领域的应用。 第五章:其他P区元素的无机环状化合物 除了磷、硫、氮之外,P区其他元素也能够形成具有特色的无机环状结构。本章将简要介绍: 硼(B)的无机环状化合物: 硼作为P区元素中最为独特的元素之一,其硼烷(boranes)的簇状结构尤为引人注目。我们将介绍硼烷的分类、成键理论(如 Wade's Rule),以及一些经典的笼状硼化合物。 硅(Si)和锗(Ge)的无机环状化合物: 讨论含有Si-Si、Ge-Ge以及Si-O、Ge-O等键的环状硅氧烷(siloxanes)和硅氮烷(silazanes)等。我们将分析这些化合物的结构、稳定性及其在有机硅材料工业中的应用。 硒(Se)和碲(Te)的无机环状化合物: 介绍硒和碲的多硫化物(如Se8, Te8)的结构和性质,以及它们与非金属元素形成环状化合物的情况。 第六章:P区元素无机多聚物的合成与结构 本章将转向P区元素形成的多聚物。我们将从单体出发,系统地介绍各类无机多聚物的合成策略,包括: 缩合聚合(Condensation Polymerization): 讨论无机单体通过脱去小分子(如水、醇、卤化氢等)形成链状或网状多聚物的过程。例如,我们将详细介绍聚磷酸盐(polyphosphates)、聚硅氧烷(polysiloxanes)的合成机理。 开环聚合(Ring-Opening Polymerization, ROP): 重点介绍由环状单体开环形成的无机多聚物,特别是磷氮聚合物(polyphosphazenes)的ROnP聚合。我们将分析不同环状磷氮化合物的聚合活性,以及聚合条件对聚合物分子量和结构的影响。 插入聚合(Insertion Polymerization): 介绍在金属催化剂存在下,通过单体插入到金属-聚合物链端形成多聚物的过程。 直接聚合(Direct Polymerization): 讨论一些无机单体可以直接聚合形成多聚物的情况。 我们将深入分析各种无机多聚物的结构特征,包括主链的构成、侧基的连接方式、链的构象以及可能存在的支化和交联。利用X射线衍射、核磁共振谱、红外光谱和拉曼光谱等现代表征技术,详细解析聚合物的微观结构。 第七章:P区元素无机多聚物的性质与应用 无机多聚物因其独特的无机骨架和可调控的侧基,表现出广泛而优异的性质,并在众多领域展现出巨大的应用潜力。本章将重点探讨: 热稳定性与化学稳定性: 分析无机多聚物骨架的固有稳定性,以及侧基对整体稳定性的影响。我们将讨论这些材料在高温、腐蚀性环境下的性能表现。 机械性能: 探讨无机多聚物薄膜、纤维、涂层等形式下的力学性能,以及如何通过分子设计调控其韧性、强度和弹性。 电学与光学性质: 介绍一些具有导电性、绝缘性、发光性或非线性光学性质的P区元素无机多聚物,并分析其结构与性能之间的关系。 生物相容性与生物降解性: 重点介绍在生物医学领域,如药物载体、组织工程支架、生物传感器等应用中的无机多聚物,以及其生物安全性评估。 催化性能: 探讨将P区元素无机多聚物作为催化剂或催化剂载体的应用,特别是在多相催化和均相催化领域。 在其他领域的应用: 涵盖在阻燃材料、分离膜、储能器件、传感器、特种涂层等领域的应用实例。 第八章:P区元素无机环状与多聚物化学的前沿研究与展望 本章将对P区元素无机环状与多聚物化学的最新研究进展进行回顾,并对其未来的发展方向进行展望。我们将探讨: 新型环状与多聚物结构的探索: 关注具有新颖拓扑结构、特殊电子性质或功能性的P区元素无机环状与多聚物的合成与表征。 功能性导向的分子设计: 强调如何通过精细的分子设计,实现特定功能(如传感、催化、药物传递等)的P区元素无机环状与多聚物的开发。 理论计算与模拟技术的应用: 讨论量子化学计算、分子动力学模拟等理论方法在理解P区元素无机环状与多聚物的结构-性质关系、预测新材料等方面的作用。 多功能复合材料的构建: 探讨将P区元素无机环状与多聚物与其他材料(如纳米材料、有机聚合物等)复合,构建具有协同效应的多功能材料。 环境友好型合成与应用: 关注绿色化学理念在P区元素无机环状与多聚物合成中的应用,以及其在可持续发展中的作用。 本书力求全面、深入地展现P区元素无机环状与多聚物化学的广度和深度,为研究人员提供一个坚实的知识基础和丰富的灵感来源。通过对合成方法、结构表征、性质分析和应用探索的系统阐述,期望能推动该领域不断向前发展,催生出更多具有科学意义和应用价值的新型无机材料。

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