化學

胺（Amine）

2009/11/22
在〈胺（Amine）〉中有 1 則留言

胺(Amine)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

「胺」是有機化合物，也是一種以N為主要原子的官能基。在構造上，「胺」看似「氨」，而在這其中一或多個H會被有機取代基（如烷基、芳香基）。有一個有別於此種結構的例外就是 類型的化合物其C(O)指的就是羰基,因此他們就被稱為醯胺而不是胺。胺和醯胺具有不同的結構與性質，因此兩者在化學上的區分是非常重要的。有一點容易混淆的就是N-H基被N-M(M為金屬)基所取代的胺也稱作醯胺，因此(CH3)NLi就叫做lithhniu dimethyhmide。
胺在有機化學有如核心般，令人無法想像的重要!!。所有已知生物都要依靠氨基酸, 其中都包含胺基。
『介紹』
如下圖所示，當氨三個H中的一個被有機取代基所取代，那這就是一級胺了。而有2個有機取代機和H跟N鍵結的就是二級胺了！到底什麼才是三級胺呢？就是3個H都被有機取代基所取代的!那有沒有四級胺呢? 其實是可以使N接4個烷基的，其中的這些化合物都有一個為中心的N，所以加上一個陰離子是絕對必要的，他們就被稱為四級胺鹽。同樣的若是一個有機化合物帶著多個氨機就分別稱作二胺、三胺、四胺，以此類推。

繼續閱讀→

苯（benzene）

2009/11/22
在〈苯（benzene）〉中尚無留言

苯(Benzene)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

苯(benzol，benzole，benzene)屬於一種碳氫化合物，分子式為C6H6。在常溫常壓下苯為揮發性透明無色液體，具強烈芳香氣味。苯的沸點為80.1℃，熔點為5.5℃，低溫時為形成白色固體。苯具有可燃性，也有毒性，故苯應密封儲存於通風陰涼、遠離熱源與日光直射之處，還要防止靜電引起火花。

苯為很重要的有機溶劑，其難溶於水(25 °C溶解度0.179 g/100g水)，在製藥與塑膠工業上佔有相當重要的地位。

苯的苯環(benzene ring)結構是由六個碳原子構成一個平面六邊形，每個碳原子可在接一個原子或原子團。苯是平面分子，碳與氫共十二個原子皆在同一平面上。苯環中的碳-碳雙鍵和碳-碳單鍵每一瞬間皆持續轉換，研究發現其所有碳-碳鍵長皆為140 pm，介於碳-碳單鍵(147 pm)和碳-碳雙鍵(135 pm)長度之間。這種結構被解釋為一種電子非定域化(delocalization)所產生的現象，也造成苯具有高度的穩定性。苯常見的三種結構式表示法如下：

繼續閱讀→

海洋熱能轉換發展史（Development of Ocean Thermal Energy Conversion）

2009/11/18
在〈海洋熱能轉換發展史（Development of Ocean Thermal Energy Conversion）〉中尚無留言

海洋熱能轉換發展史（Development of Ocean Thermal Energy Conversion）
台東專校化學科鍾玉峰退休老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

OTEC雖然是很先進的科技，卻有很長的發展歷史，在19世紀，就有許多嘗試性的發展與技術性的改進。1881年，法國物理學家達森瓦（Jacques Arsene d’Arsoval）提議開發海洋的熱能，後來達森瓦的學生克勞德（Georges Claude），1930年在古巴實際建造了第一座OTEC電廠，用低壓渦輪機（low-pressure turbine）生產了22kW的電力。

1931 年泰斯勒（Nikola Tesla）發表 “未來動力”的論點，涵蓋了海洋熱能的開發，開始他還對其論點感到很興奮，後來的結論是OTEC的工程浩大，不適合大規模發展。

1936年克勞德在巴西外海停泊的一個壹萬噸的貨船上，蓋了另一座OTEC，結果被天氣與海浪摧毀。

1956年克勞德又在亞必強（Abidjan）為非洲象牙海岸國家設計了一個3MW的OTEC，那時恰逢石油大量開採，大家利用便宜的石油發電，所以這OTEC始終沒蓋成。

繼續閱讀→

鹼金屬和鹼土金屬

2009/11/17
在〈鹼金屬和鹼土金屬〉中有 1 則留言

鹼金屬和鹼土金屬 (Alkali Metals and Alkaline Earth Metals)
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

鹼金屬元素的價層電子結構為ns1。由於每一個週期都是從鹼金屬元素開始的，因此鹼金屬元素的原子都比前一週期元素的原子多了一個電子層，它們的原子半徑在同一週期中都是最大的。鹼金屬原子的次外層具有惰性氣體原子的穩定電子層結構，對核電荷的遮蔽效應較大，所以它們的第一游離能在同一週期中是最小的。

鹼金屬原子很容易失去一個電子而呈+1氧化數，低游離能和低電負度使鹼金屬元素的金屬性很強。從鹼金屬元素具有很大的第二游離能來看，它們不會失去第二個電子，因此不會表現出其他氧化數。

鹼金屬元素和鹼土金屬元素在與非金屬元素化合時，雖然多以形成離子鍵為主，但在某些情況下仍呈現出一定程度的共價性。鋰和鈹元素由於原子半徑小，游離能較其他同族元素高，所以形成共價鍵的傾向比較顯著（少數鎂的化合物也是共價性較強）；常常表現出與同族其他元素不同的化學性質。在同一族中，鹼金屬元素和鹼土金屬元素從上至下，原子半徑依次增大，游離能和電負度依次減小，金屬活潑性依次增強。

鹼金屬元素和鹼土金屬元素的金屬性很強，只能以化合物的形式存在於自然界中。鈣、鈉、鉀和鎂元素在地殼中的豐度均很高，而鋰、鈹、銣、銫含量很低屬於稀有金屬，鍅和鐳則為放射性元素。

繼續閱讀→

鐵（Iron）

2009/11/17
在〈鐵（Iron）〉中尚無留言

鐵（Iron）
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

在鐵系元素（鐵、鈷、鎳）中以鐵分佈最廣，約占地殼質量的5.1%，居元素分布序列中的第4位，僅次於氧、矽、鋁。鈷和鎳在地殼中的豐度分別是：1×10-3%和1. 6×10-2%。在自然界中，鐵很少以元素單質的形式存在，因為它很容易因氧氣、水氣存在而氧化。鐵的主要礦石有：赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4、褐鐵礦2Fe2O3 • 3H2O、菱鐵礦FeCO3、黃鐵礦FeS2。鈷和鎳在自然界常共生，重要的鈷礦和鎳礦是輝鈷礦CoAsS和鎳黃鐵礦NiS • FeS。

一般認為人類發現鐵並使用鐵大約在西元前2000年，最早使用的鐵器是用來自外太空的隕石製造的，也稱為隕鐵。鐵的元素符號是Fe，來自於它的拉丁文名稱，Ferrum，英文名稱為 Iron。鐵及鐵的合金是目前最常用的金屬及最常見的鐵磁材料。新鮮的鐵表面是銀灰色金屬光澤，但在空氣中易氧化而呈紅褐色的氧化物薄層，鐵銹的成分比較複雜，通常用Fe2O3 • xH2O表示。純鐵比鋁還要軟，但摻入雜質（如碳）後，可增強它們的硬度。今日，鋼鐵工業已成為國民經濟的支柱產業，鋼鐵的產量常作為國家工業發展的標誌。鋼鐵是最重要且應用最廣的金屬材料。

鐵的冶煉主要由鐵礦石（赤鐵礦、磁鐵礦）在高爐中由C、CO還原而得鐵水，熔渣主要是由氧化鈣、氧化矽組成。由高爐所得的鐵稱為生鐵，因含碳、硫、鎂、磷、錳等雜質而變脆、變硬。工業上會再進一步地依使用需求，調整鐵合金的成份比例。

繼續閱讀→

鎳（Nickel）

2009/11/17
在〈鎳（Nickel）〉中尚無留言

鎳（Nickel）
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

鎳的元素符號為Ni，原子序28。它是銀白色具金屬光澤的金屬，熔點為1726K，沸點3005K，密度8.9g/cm3。鎳比鐵硬且堅韌，有鐵磁性和延展性，能導電和導熱，屬過渡元素，地殼中的含量約0.018%，常與黃鐵礦共生，它也常用來製作硬幣、合金、不銹鋼。

製備：
鎳主要產於俄羅斯、加拿大、澳洲。地球物理證據顯示，地核中含有大量的鎳。而工業上提煉鎳的方法有三：

1.電解法：
將含鎳的硫化物礦石煅燒成氧化物，經CO還原成金屬鎳，再以電解法精煉，但此法常會有鐵、鈷等雜質。

2.化學還原法：
將鎳的氧化物以氫氣還原，即可得金屬鎳。

繼續閱讀→

鋇（Barium）

2009/11/17
在〈鋇（Barium）〉中尚無留言

鋇（Barium）
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

鋇是一種柔軟、銀白色的鹼土金屬，因活性相當大，在自然界中沒有元素單質態自然產出。自然產出的礦物主要是不溶的硫酸鋇和碳酸鋇。

鹼土金屬的硫化物具有磷光現象，即它們在受到光的照射後在黑暗中會繼續發光一段時間。鋇正是因這一特性而開始被人們發現的。17世紀在義大利的波倫亞城（Bologna）有一個名叫卡仙羅拉（Casciarola）的鞋匠發現了當地出產的重晶石（硫酸鋇）的磷光現象。這一發現引起了當時學者們的研究，於是重晶石就被稱為”波倫亞石（Barium）”。

1779年瑞典化學家舍勒（Scheele K. w. 1742~1786）首次證明了重晶石不是石膏（硫酸鈣），也不是方解石（碳酸鈣）。他從重晶石中製備出一種新的土稱為Baryta重土（氧化鋇）。明確指出重土和石灰（氧化鈣）是不同的物質。一些化學家曾想把它分解但都沒有成功。直到1800年義大利物理學家伏打（Volta A. 1745~1827）發明電池後，重土才被分解。1808年英國化學家戴維（Davy H. 1778~1829）電解氧化鋇和氧化汞的混合物，首次獲得了金屬鋇。鋇被稱為Barium，名詞是源自重晶石的名稱。該詞源於希臘文bary，意思是”重的”，元素符號為Ba，中文為鋇。

繼續閱讀→

鉀（Potassium）

2009/11/17
在〈鉀（Potassium）〉中尚無留言

鉀（Potassium）
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

鉀的性質
鉀的外觀以及物理性質和化學性質均與鈉相似，同樣都是由戴維電解熔鹽發現，但鉀比鈉更活潑。鉀由三種同位素組成，其中39K含量達93.08%，其次是40K（有放射性），含量0.0118%和41K含量6.88%。所以鉀有微弱的放射性，而鈉則沒有。工業上，鉀的冶煉並不是電解熔融態的氯化鉀，因鉀金屬的活性太大，過於危險；比較安全的方法是在850℃下，將鈉與氯化鉀作用：Na(l) + KCl(l) → K(g) + NaCl(l)，利用Le châtelier原理，移除混合物中的鉀蒸氣後，便可使反應向右進行。

鉀是生命中不可或缺的元素。正常成人體內鉀總量為120g左右，98%存在於細胞內，是細胞液的主要陽離子。鉀和鈉的無機化學特性雖然很相似，但在許多代謝過程中，生理活性卻大不相同，甚至起抗頡作用。例如鉀離子是丙酮酸酶的啟動劑，能加速蛋白質合成速度和肌肉組織的呼吸作用；而鈉離子對這兩種過程起抑制作用。人缺鉀會四肢無力、腹脹、心律紊亂、神志不清，甚至死亡。

繼續閱讀→

硼（Boron）

2009/11/17
在〈硼（Boron）〉中尚無留言

硼（Boron）
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

硼的名稱boron主要源自於阿拉伯語，指其礦物：硼砂。人類幾千年前就知道硼砂這礦物，但直至英國化學家戴維（Davy）、給呂薩克等人，利用電解產生的鉀金屬，還原無水硼酸後，才得到單質硼，並確認它為一新的元素。硼的原子序5，元素符號是B；為三價的非金屬元素，自然界中沒有游離態的硼。它主要以硼砂（borax）以及各種硼酸鹽形式存在。硼酸含于某些溫泉水中。硼酸鹽礦物有硼砂Na2B4O5(OH)4 • 8H2O、方硼石2Mg3B8O15 • MgCl2、斜方硼砂Na2B4O7•4H2O等。土耳其及美國是世界上硼的主產地。單質硼的冶煉是利用硼的氧化物與金屬如鎂、鋁作用而得。較純的硼則是用硼的鹵化物與氫氣在高溫下反應還原而得。

硼有兩種穩定的同位素：11B（80.1%）、10B（19.9%）。單質硼屬於原子晶體，已知有多種的同素異形體存在。無定形硼是褐色，性質較活潑，能與許多非金屬直接結合。而結晶硼是黑色，硬度非常高（莫氏硬度約9.5），性質不活潑，不與HF、HCl作用，但可和熱的高濃度過氧化氫、硝酸、硫酸等作用。室溫下硼即可與氟化合反應；加熱則可與氯、溴、氧及硫作用。硼的主要用途在半導體作為摻雜物、核反應控制系統及殺蟲劑、防腐劑、化學合成試劑、硼玻璃和陶瓷、工程材料（B4C）等。

繼續閱讀→

鈀與鉑（Palladium and platinum）

2009/11/17
在〈鈀與鉑（Palladium and platinum）〉中尚無留言

鈀與鉑（Palladium and platinum）
高雄市立女子高級中學化學科洪瑞和老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

鈀
1803年英國化學家在處理鉑礦時，從粗鉑中發現了新元素鈀，鈀被命名為”Palladium”，是為了紀念當時發現的一顆小行星：Pallas，中文命名為鈀，元素符號：Pd。鈀與鉑、銠、釕、銥和鋨合稱為鉑族元素。因鉑族元素的獨特催化特性，使其在工業製造上扮演非常重要的角色，現今鈀、鉑有一半以上產量用於汽車觸媒轉化器的製作。鈀礦及其他鉑族金屬產量非常稀少，主要產於南非；或由廢棄的觸媒轉化器回收。

鈀的發現史：
Wollaston於南美洲的白金原礦中使用王水將礦物溶解後以氫氧化鈉中和後收集(NH4)2PtCl6/NH4Cl，加入氰化汞後可得氰化鈀，將氰化鈀加熱後便可得鈀。
目前鈀主產於俄羅斯、南非、美國、加拿大。鈀常與鉑族金屬、鉑、金礦共生，在南非洲，鎳、銅礦中含有具開採價值的鈀，世界上單一最大鈀產量產自於南非的鎳礦床中。

繼續閱讀→
Pages