物質構造
芳香性(Aromaticity)
消旋混合物(Racemic Mixture)
消旋混合物(Racemic Mixture)
國立新莊高中化學科陳偉民退休教師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
在化學領域中,消旋混合物又稱消旋物(racemate),是由掌性分子的左旋與右旋鏡像異構物等量混合而成。最早被發現的消旋混合物是「消旋酸」,巴斯德(Louis Pasteur)發現它是酒石酸的兩種鏡像異構物之混合物。
立體化學
立體化學 (Stereochemistry)
國立新莊高中化學科陳偉民退休教師/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
立體化學是化學的一門分科,主要是研究分子中各原子的相對空間關係。研究掌性分子是立體化學裡的重要分支。立體化學是化學極重要的面向,研究的對象橫跨有機化學、無機化學、生物化學、物理化學和超大分子(supramolecular)化學。立體化學包含測量及描述這些空間關係的方法;這些空間關係對分子的物理及生物性質造成的影響,以及這些空間關係對分子活性造成的影響(動力立體化學)。
巴斯德(Louis Pasteur)可視為第一位立體化學家,他在1849年發現由釀酒的容器中收集到的酒石酸鹽可使平面偏極光旋轉,而由別的來源取得的酒石酸鹽則無此性質。因為光學異構物現象,這兩種鹽唯一不同之處,就是能否使平面偏極光旋轉。在1847年凡荷夫和列貝爾(Joseph Le Bel)以連接到碳原子的四面體結構解釋了旋光性。
沙利竇邁(thalidomid)造成的災難為立體化學的重要性做了一次不名譽的演示。沙利竇邁是一種處方藥,1957年在德國製備成功,可治療孕婦晨起的噁心感,但最後發現這種藥會造成胎兒畸形。原來,這種藥有一種光學異構物是安全的,但另一種異構物有不良的畸形作用,對胚胎早期的成長與發育造成嚴重的遺傳傷害。在人體內,沙利竇邁會消旋化,即使只吃進一種立體異構物,也會產生另一種異構物。沙利竇邁目前作為治療痲瘋病的藥物,婦女使用時必須同時服用避孕藥,以免發生與懷孕有關的畸形。由於此一災難,民眾形成一股推力,要求藥物公開上市之前必須做嚴格的測試。
休克爾法則(Hückel’s Rule)
休克爾法則(Hückel’s Rule)
國立新莊高級中學化學科陳偉民教師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
在有機化學中,休克爾法則可估計一個平面環狀分子是否具有芳香族的性質。在1931年,物理化學家休克爾(Erich Hückel)首先以量子力學完成此一法則的理論依據。到了1951年,馮杜靈(von Doering)將此一法則簡潔的表示為4n + 2。如果一個環狀分子的π電子數等於4n + 2,此分子即遵守休克爾法則,其中n是零或任何正整數(其實明確的例證只有從n = 0 ~ 6)。此一法則的理論是基於休克爾分子軌域計算法(Hückel’s method),再以環中粒子(particle in a ring)系統修正而得。
順丁烯二酸
順丁烯二酸 (cis-butenedioic acid)
國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
順丁烯二酸(cis-butenedioic acid) 化學式為C4H4O4,常被稱為馬來酸(Maleic acid或malenic acid),為常見的有機化合物,屬於二羧基酸 (一種分子中帶兩個羧基COOH),這分子含有乙烯團位於兩個羧基之間。
順丁烯二酸為白色粉末或無色結晶,使用於紡織的程序中。順丁烯二酸為丁烯二酸(butenedioic acid,HOOCCH=CHCOOH)的同分異構物中的順式,其較反式的同分異構物更為活潑,順丁烯二酸的熔點(130~139℃)遠低於反丁烯二酸(fumaric acid)的熔點(287℃)。順丁烯二酸的物理性質也與反丁烯二酸非常不同。順丁烯二酸在水中的溶解度(78g/100g水)遠高於反丁烯二酸(0.63g/100g水),兩者相差100倍以上。
焰色試驗法(flame test)
焰色試驗法(flame test)
臺北市立第一女子高級中學二年級李盈萱 /臺北市立第一女子高級中學化學科周芳妃老師修改/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
焰色試驗法(flame test)是根據元素獨特的放射光譜(emission spectrum)偵測元素離子成份的方法,而金屬離子是常見樣品。簡易焰色試驗法是將待測固體或溶液放在本生燈火焰(bunsen flame)上加熱,並觀察最後的焰色。實驗中常用鉑絲、鎳鉻合金絲或一些活性較小的金屬線,做成一個小圈狀來盛載帶測樣品,而這些金屬線可以用濃鹽酸或其他強酸重複洗淨再使用。
鈉離子是許多化合物中常見的元素,其明亮的金黃色火焰在焰色試驗法中,會影響到其他離子焰色的顯現,所以在做實驗時,常使用鈷藍玻璃(cobalt blue glass,含有鈷離子的深藍色玻璃),來濾除鈉離子所產生的焰色,如此才可更容易的觀察到其他離子的焰色。
罕德定則(Hund’s rule)
晶體的生長(crystal growth)
晶體的生長(crystal growth)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
晶體是粒子排列非常規則整齊的固體,其可利用物質相變的情況下而形成。一般認為晶體從液相或氣相中的生長會經歷三個階段:(1)基質(matrix)達到過飽和(supersaturation)或過冷(supercooling)階段。
烷烴(alkanes)
烷烴(alkanes)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
烷烴屬於一種烴類(hydrocarbons),也就是一種只含有碳和氫的有機化合物。烷烴結構中的碳原子與碳原子間皆只以單鍵連結,也就是說烷烴屬於一種飽和烴。
烷烴中的每個碳會有4個鍵,包括了C-C鍵或是C-H鍵,其中碳與碳連結形成碳骨架,可稱為碳主幹。一般來說,碳的數目通常被用來辨識烷烴的大小,碳數愈多,則烷烴的分子量愈高,一般而言,其沸點也愈高。
