化工专业知识总结

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1、1. 均相催化是催化剂与反应物同处于一均匀物相中的催化作用。有液相和气相均相催化。液态酸碱催化剂，可溶性过渡金属化合物催化剂和碘、一氧化氮等气态分子催化剂的催化属于这一类。均相催化剂的活性中心比较均一，选择性较高，副反应较少，易于用光谱、波谱、同位素示踪等方法来研究催化剂的作用，反应动力学一般不复杂。但均相催化剂有难以分离、回收和再生的缺点。例：锰与溶液结合到一块。2. 催 化 剂 和 反 应 物 属 不 同 物 相 ， 催 化 反 应 在 其 相 界 面 上 进 行 。 用 于 多 相 反 应 体 系的 催 化 剂 称 为 多 相 催 化 剂 。 一 般 为 固 体 催 化 剂 。 固 体

2、酸 、 碱 绝 缘 体 氧 化 物 ， 负载 在 适 当 载 体 上 的 过 渡 金 属 盐 类 及 络 合 物 ， 半 导 体 型 过 渡 金 属 氧 化 物 和 硫 化 物 ，过 渡 金 属 和 B 族 金 属 等 都 属 于 多 相 催 化 剂 。3. 保护基团(protective group) 在有机合成中，含有 2 个或多个官能团的分子，为使其中某个官能团免遭反应的破坏，常用某种试剂先将其保护，待反应完成后再脱去保护剂。例如，化合物 1 转变为 2 时，需先将羰基用乙二醇保护，否则用氢化铝锂(LiAlH4)还原时，羰基也将被还原。4.中文名称：分子筛 英文名称： molecular

3、 sieve 定义：具网状结构的天然或人工合成的化学物质。如交联葡聚糖、沸石等，当作为层析介质时，可按分子大小对混合物进行分级分离。应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科）5中文名称：晶系 英文名称：crystal system 定义：根据晶体空间点阵中 6 个点阵参数之间相对关系的特点而将其分为 7 类，各自称一晶系。 应用学科：材料科学技术（一级学科）；材料科学技术基础（二级学科）；材料科学基础（三级学科）；材料组织结构（四级学科） 6. 晶体通常可以分为七个不同的晶系，即等轴晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系。诸晶系(在晶体外形和宏

4、观物性中呈现的)特征对称元素如下： 立方晶系（等轴晶系）：有三个等长且互相垂直的结晶轴，4 个立方体对角线方向的三重轴； 六方晶系：晶体有四个结晶轴，唯一高次轴方向的六重轴或六重反轴；(hexagonal system)，有一个 6 次对称轴或者 6 次倒转轴，该轴是晶体的直立结晶轴 C 轴。另外三个水平结晶轴正端互成 120 度夹角。轴角 =90 度，=120 度，轴单位 a=bc。 三方晶系：和六方晶系一样具有四个结晶轴，唯一高次轴方向的三重轴或三重反轴； 四方晶系；三个互相垂直的结晶轴，唯一高次轴方向的四重轴或四重反轴； 正交晶系：( 斜方晶系 )三个互相垂直但是互不相等的结晶轴，三个结

5、晶轴分别相当于三个互相垂直的二次轴。 单斜晶系：三个互不相等的结晶轴 三斜晶系：三个互不相等且互相斜交的结晶轴。7. 孔容pore volume ( 一)又称孔体积。单位质量多孔固体所具有的细孔总容积，称为孔容或比孔容 Vg。这是多孔结构吸附剂或催化剂的特征值之一。 比孔容常由颗粒密度 p 和真密度 t 按照 Vg=1/p-1/t 算出。式中 1/p-为 1g 多孔固体的表观体积；1/t 为 lg 多孔固体中骨架的体积；两者之差等于孔容。 孔容一般用四氯化碳法测定，利用在一定的四氯化碳蒸气压力下，四氯化碳在多孔固体的内孔凝聚，把孔充满，此凝聚了四氯化碳的体积就是吸附剂孔的体积。 吸附剂中微孔的

6、容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示（cm3/g）。 孔容是吸附剂的有效体积，它是用饱和吸附量推算出来的值，也就是吸附剂能容纳吸附剂的体积，所以孔容越大越好。 孔容不一定等于孔体积，因为孔容中不包括粗孔而孔体积包括了所有孔的体积。 (二)色谱柱中多孔填充剂的所有孔洞中流动相所占有的体积。8. 表面能 英文名称：surface energy 定义：一凝聚相产生单位面积的自由表面时所需的能量。 应用学科：材料科学技术（一级学科）；材料科学技术基础（二级学科）；物质物质的表面具有表面张力 ，在恒温恒压下可逆地增大表面积 dA，则需功 dA，因为所需的功等于物系自由能的增加，且这

7、一增加是由于物系的表面积增大所致，故称为表面自由能或表面能。 也可以这样理解，由于表面层原子朝向外面的键能没有得到补偿，使得表面质点比体内质点具有额外的势能,称为表面能。内能改变由于物体表面积改变而引起的内能改变，单位面积的表面能的数值和表面张力相同，但两者物理意义不同。 表面能是创造物质表面时对分子间化学键破坏的度量。在固体物理理论中，表面原子比物质内部的原子具有更多的能量，因此，根据能量最低原理，原子会自发的趋于物质内部而不是表面。表面能的另一种定义是，材料表面相对于材料内部所多出的能量。把一个固体材料分解成小块需要破坏它内部的化学键，所以需要消耗能量。如果这个分解的过程是可逆的，那么把材

8、料分解成小块所需要的能量就小块材料表面所增加的能量相等，即表明能增加。但事实上，只有在真空中刚刚形成的表面才符合上述能量守恒。因为新形成的表面是非常不稳定的，他们通过表面原子重组和相互间的反应，或者对周围其他分子或原子的吸附，从而使表面能量降低。 例子：比如东西放时间长了会发现有灰尘附着，就是因为灰尘附着降低了物体的表面积，从而降低了物体的表面能，物质能量都有自动趋向降低，保持稳定的特点。料科学基础（三级学科）；材料物理及化学基础（四级学科）9.界面能 英文名称：interfacial energy 定义：界面处原子排列混乱而使系统升高的能量。 应用学科：材料科学技术（一级学科）；材料科学技术

9、基础（二级学科）；材料科学基础（三级学科）；材料组织结构（四级学科）interface energy 又称总表面能或表面内能。 是在恒温恒压条件下增加单位界面体系(或表面体系)内能的增量。 在外磁场中，当大样品超导体内出现正常相区和超导相区同时存在时就有一个两相间过渡层或称界面层存在，它具有一定的能量以使在磁场、温度一定时保持两相平衡。这个能量称为界面能或表面能。 从材料内部结构这个角度上说，界面能内的原子位置、原子间结合键性质和数目发生的变化导致了界面能。这种能量影响了材料的各种过程和性能。 在外磁场中，当大样品超导体内出现正常相区和超导相区同时存在时就有一个两相间过渡层或称界面层存在，它具

10、有一定的能量以使在磁场、温度一定时保持两相平衡。这个能量称为界面能或表面能。10. 晶面指数（indices of crystal face）是晶体的常数之一，是晶面在 3 个结晶轴上的截距系数的倒数比，当化为最简单的整数比后，所得出的 3 个整数称为该晶面的米勒指数（Miller indices）。六方和三方晶系晶体当选取 4 个结晶轴时，一个晶面便有 4 个截距系数，由它们的倒数比所得出的 4 个整数则称为晶面的米勒布拉维指数（Miller Bravais indices）。以上两种指数一般通称为晶面指数。晶面指数标定步骤 1)在点阵中设定参考坐标系，设置方法与确定晶向指数时相同； 2)求

11、得待定晶面在三个晶轴上的截距，若该晶面与某轴平行，则在此轴上截距为无穷大；若该晶面与某轴负方向相截，则在此轴上截距为一负值； 3)取各截距的倒数； 4)将三倒数化为互质的整数比，并加上圆括号，即表示该晶面的指数，记为( h k l )。 晶面指数所代表的不仅是某一晶面，而是代表着一组相互平行的晶面。另外，在晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布完全相同，只是空间位向不同的晶面可以归并为同一晶面族，以h k l表示，它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和。在 晶 体 中 ， 原 子 的 排 列 构 成 了 许 多 不 同 方 位 的 晶 面 ， 故 要 用 晶 面 指 数 来 分 别表 示 这

12、些 晶 面 。 晶 面 指 数 的 确 定 方 法 如 下 ： 1 对 晶 胞 作 晶 轴 X、 Y、 Z， 以 晶 胞 的 边 长 作 为 晶 轴 上 的 单 位 长 度 ； 2 求 出 待 定 晶 面 在 三 个 晶 轴 上 的 截 距 (如 该 晶 面 与 某 轴 平 行 ， 则 截 距 为 )， 例 如 l、 1、 ， 1、 1、 1， 1、 1、 1/2 等 ； 3 取 这 些 截 距 数 的 倒 数 ， 例 如 110， 111， 112 等 ； 4 将 上 述 倒 数 化 为 最 小 的 简 单 整 数 ， 并 加 上 圆 括 号 ， 即 表 示 该 晶 面 的指 数 ， 一 般

13、 记 为 （ hkl） ， 例 如 （ 110） ， （ 111） ， （ 112） 等 。 下 面 再 举 例 来 加 以 说 明 ： 图 1-17 中 所 标 出 的 晶 面 a1b1c1， 相 应 的 截 距 为 1/2、 1/3、 2/3， 其 倒数 为 2、 3、 3/2， 化 为 简 单 整 数 为 4、 6、 3， 所 以 晶 面 a1b1c1 的 晶 面 指 数 为(463)。 图 1-18 表 示 了 晶 体 中 一 些 晶 面 的 晶 面 指 数 。 图 1-17 晶 面 指 数 的 表 示 方 法 图 1-18 几 个 晶 面 的 晶 面 指 数 图 1-19 100，

14、111， 110 晶 面 族 对 晶 面 指 数 需 作 如 下 说 明 ： h、 k、 l 分 别 与 X、 Y、 Z 轴 相 对 应 ， 不 能 随意 更 换 其 次 序 。 若 某 一 数 为 0， 则 表 示 晶 面 与 该 数 所 对 应 的 坐 标 轴 是 平 行 的 。例 如 (h0l)表 明 该 晶 面 与 Y 轴 平 行 。 若 截 某 一 轴 为 负 方 向 截 距 ， 则 在 其 相 应指 数 上 冠 以 “-”号 ， 如 （ hk） 、 （ kl） 等 。 在 晶 体 中 任 何 一 个 晶 面 总 是 按一 定 周 期 重 复 出 现 的 ， 它 的 数 目 可 以

15、无 限 多 ， 且 互 相 平 行 ， 故 均 可 用 同 一 晶面 指 数 （ hkl） 表 示 。 所 以 （ hkl） 并 非 只 表 示 一 个 晶 面 ， 而 是 代 表 相 互 平 行的 一 组 晶 面 。 h、 k、 l 分 别 表 示 沿 三 个 坐 标 轴 单 位 长 度 范 围 内 所 包 含 的 该 晶面 的 个 数 ， 即 晶 面 的 线 密 度 。 例 如 ， (123)表 示 在 X 轴 的 单 位 长 度 内 有 1 个该 晶 面 ， 在 Y 轴 单 位 长 度 内 有 2 个 该 晶 面 ， 而 在 Z 轴 单 位 长 度 内 有 3 个 该晶 面 ， 而 其

16、中 距 原 点 最 近 的 晶 面 在 三 坐 标 轴 上 的 截 距 为 1、 1/2、 1/3。 在 晶体 中 有 些 晶 面 具 有 共 同 的 特 点 ， 其 上 原 子 排 列 和 分 布 规 律 是 完 全 相 同 的 ， 晶面 间 距 也 相 同 ， 唯 一 不 同 的 是 晶 面 在 空 间 的 位 向 ， 这 样 的 一 组 等 同 晶 面 称 为一 个 晶 面 族 ， 用 符 号 hkl表 示 。 在 立 方 系 中 ， 晶 面 族 中 所 包 含 的 各 晶 面 其晶 面 指 数 的 数 字 相 同 ， 但 数 字 的 排 列 次 序 和 正 负 号 不 同 。 例 如 图 1-19 所 示 ，在 立 方 系 中 ： 100包 括 （ 100） 、 （ 010） 、 （ 001） ； 110包 括 （ 110）