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电子离域最新视觉报道_电子离域是什么意思(2024年12月全程跟踪)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：热点更新日期：2024-11-30

电子离域

「x-mol微资讯」【苏州大学王照奎教授课题组Angew：去除残留添加剂实现光伏钙钛矿的完美结晶】网页链接因此，确定一种能够在退火后完全去除，并且同时能够调节结晶过程的添加剂至关重要。苏州大学王照奎教授团队报道了一种利用苯环的电子离域效应实现了完美的结晶延缓效果同时确保了残留添加剂去除的策略。

𐟔催 P和F掺杂全解析𐟔 𐟌Ÿ探索B, P和F掺杂的奥秘，一篇文章带你全面了解！𐟌Ÿ 𐟒맡𜯼ˆB）掺杂：硼原子与碳结构中的C–C 反键轨道电子相互作用，使硼成为电子供体。这种掺杂能有效降低碳的费米能级，引入电子缺陷，形成p型半导体。常用的硼掺杂前驱体包括硼酸（H₃BO₃）和Na2B4O7等。 𐟒姣𗯼ˆP）掺杂：磷元素因其低电负性和高电子给体能力而在掺杂领域备受关注。与氮掺杂相比，磷掺杂碳材料展现出更高的电子供给能力和更好的电子离域性。但磷的较大半径为其掺杂带来挑战。常用的磷掺杂前驱体有磷酸（H₃PO₄）、三苯基膦等。 𐟌꯸氟（F）掺杂：氟化过程能在碳材料表面诱导晶格缺陷，进而扩大石墨烯层间距离。这一特性使得氟掺杂在材料科学中具有独特的应用。常用的氟掺杂前驱体包括NH4F、F2/Ar混合气体以及聚偏氟乙烯（PVDF）等。 𐟔즎Œ握这些基本材料合成方法，对你的研究工作定会大有裨益！快来探索B, P和F掺杂的奇妙世界吧！𐟚€

很多人疑惑，室温超导难在哪儿？我来系统的做个解读：当年非富勒烯没有出来以前，长达二十多年里，所有人都认为12%是有机光伏的效率极限。钙钛矿没有出来以前，所有人都认为拉单晶一定是太阳电池的最优解。所以材料科学也是科学，不是工程，没有办法通过计划一步一步实施，它总是跳跃式发展的。一个新材料往往是突然就出现在世界的某个角落，然后改变过去的所有认知。这是因为，任何物理现象，当它和温度扯上关系时，总会出现各种奇奇怪怪的不可能三角。这或许是一种自然的约束吧。比如光伏电池，既要吸光好，又要导电好，还要结构稳定，这就是不可能三角。硅的迁移率高、稳定，却是间接带隙。钙钛矿什么都好，但是不稳定。材料科学的本质，就是把这个不可能三角不断变成可能的过程。从材料的选择面上，其实超导是优于光伏的。翻开元素周期表，一大堆具有超导相的元素存在，但具有光伏效应的元素有几个？但正因为传统超导的大量存在，就会依据它们总结出一些所谓的“经验”来。比如寻找超导定律有一条就说，要远离氧化物。因为的确，元素超导一旦被氧化就会失超，就有了这条看似完美的经验。再比如要远离铁磁元素，因为传统超导都没有磁性，磁性会破坏超导相。这些在新材料诞生之前颠扑不破的金科玉律，在铜基和铁基超导诞生之后，成了大家日常用来调侃的笑话。所以，如果要说室温超导难在哪的话，我的观点是难在了这些固化的经验，以及这些经验背后形成的强大惯性与利益。在光伏领域，人们早就知道，单晶硅比多晶硅效率高，为什么人们不会去执着于拉单晶呢？商业成本的考虑是一方面，另一方面则是从一开始就有许多与硅并驾齐驱的其它化合物体系。所以经验没有成为定式。材料科学发展的大趋势是走向越来越复杂的多元化合物。元素与二元化合物中许多的所谓成熟经验，在复杂体系中不再适用，甚至会成为障碍。核心问题还是温度。热力学所有关于温度的定义都是基于单质理想气体，哪怕是二元化合物的水，能均分定理的偏差都超过误差能接受的范围。这就导致温度越高，各种奇怪的不可能三角会反复出现。以导电性为例，它主要是由载流子浓度和迁移率来决定。而由于从单质硅那里得来的经验，提高载流子浓度就得靠掺杂，或者门电压注入、光注入等。以掺杂为例，它必然导致杂质和缺陷增多，迁移率下降这一结果，于是就需要考虑二者的平衡与妥协。但在硅掺杂中，N型掺杂的磷和硅结构和能级是如此的匹配，迁移率几乎不会受到什么影响，这一因素就会被严重忽略。以铜氧化物和铁基超导的合成历史看，人们并不知道哪种掺杂剂能达到像硅掺磷这样完美契合的程度，于是当时的做法就是穷举，把稀土那一排排的元素一个一个试，总有一个或一些，能达到结构和能级的最优匹配。物质世界是如此复杂，掺杂剂也远不止元素。就像钙钛矿ABX3的A位就从原本的原子，变成了更为复杂的甲胺基，思路一下就打开了，复杂度当然也就打开了。这时候纯靠穷尽法的参数扫描、堆人力物力的研究思路，面对无穷多的化合物基团，显然力不从心。炼丹师这一职业于是横空出世。我经常说，要实现宏观量子效应，最重要的就是局域化。但局域化不是万能的。原子内层电子都是局域的，但并不意味着它们能贡献超导电流。所以如何让局域电子离域化，或者如向院士讲的，sigma电子的金属化，也就是尽可能让局域电子待在费米面附近，而不是深深地埋在原子内层，才是炼丹的核心要义。可爱呆把一维通道打散，再横向拼接的合成方案，其本质还是将一维的局域电子在横向离域的这个策略。有机超导的合成思路大多都是如此，就像局域的C60用碱金属来连接。掺杂仍然是未来的优先解，但如何找到能级处在母体材料费米面附近的掺杂剂，是一个难题。另外，寻找平带材料、低维材料、拓扑材料，则是其它可能的选项，它们的目的也都是让费米面附近的态密度尽可能地大。说室温超导难其实也是因为人类视角的局限。从宇宙的尺度看，地球的室温根本不是什么特殊的温度。从人类科技史的发展来看，人类发现超导现象也才一百来年，而人类使用半导体的历史已逾千年（虽然那时候不叫这个名字）。即使非传统超导，从铜基到铁基也不过二十年，中间还有像C60、二硼化镁等新超导体系的诞生，如果算上高压，其实发展是相当连续的，从未停止。从这个角度看，没有什么难的，突破随时都有发生的可能。#热点新知#

𐟌᯸ 碳正离子的稳定性大揭秘 𐟔 碳正离子的稳定性其实与正电荷的分散程度息息相关。正电荷被分散得越广，碳正离子就越稳定。𐟔„ 举个例子，苄基型碳正离子因为苯环中存在离域大”Œ与碳正离子形成…𑨽�Œ大大分散了正电荷，因此更加稳定。𐟒ꠥŒ样，烯丙基碳正离子也因为双键与碳正离子的p-𐟥…𑨽�œ用，使得电荷分散，变得更加稳定。𐟌 此外，当给电子基团接在碳正离子上时，也能使正电荷更加分散，从而增加碳正离子的稳定性。𐟔— 如果在苄基碳正离子或烯丙基碳正离子上加入更多的给电子基团，碳正离子的稳定性会进一步增强。𐟒劊需要注意的是，给电子诱导效应虽然能使正电荷分散，但其效果不如p-𐟥…𑨽�œ用强。因此，苄基型碳正离子和烯丙基碳正离子是最稳定的，反应活性也最大。𐟌Ÿ 修正一下：苯环与碳正离子是𐟭𐟥…𑨽�‚欢迎大家指出错误！𐟙Œ

1电解水的原理是啥呀，为什么可以分离氧跟氢原子 2化学式是不是都是化合价正的在前面负的在后面啊 3由离子或分子组成的物质有啥区别啊化学式都是一样，而且化合价相加等于零，而且为啥由离子构成的物质化学式通常都有金属元素 4为什么硝酸碳酸这些东西都有氧元素 5金刚石和石墨有啥区别啊 6为什么自然界中的水经过正常过滤之后钙镁离子过滤不掉（感谢大佬解答，跪谢）

为什么金属原子不能形成分子

𐟔젨ﱥＦ•ˆ应与共轭效应：电子云的秘密 𐟌 诱导效应在有机化学的世界里，诱导效应是一种有趣的电子现象。当分子中存在电负性不同的取代基（原子或原子团）时，这些取代基会通过它们的影响力，使整个分子的电子云密度发生偏移。这种偏移就像给分子披上了一层“极化”的外衣，导致分子发生极化。这种极化现象被称为诱导效应。 𐟔 静态诱导效应如果极化是由于分子内部的极性键引起的，我们称之为静态诱导效应。就像一个静态的磁场，它始终存在，影响着电子云密度的分布。 𐟌꯸ 动态诱导效应然而，在化学反应中，诱导效应也会因为外部因素的影响而发生变化。比如，当分子与外部试剂或溶剂相互作用时，它们会在一定程度上改变电子云密度的分布。这种动态的极化现象被称为动态诱导效应。 𐟌ˆ 共轭效应与诱导效应不同，共轭效应是一种更为复杂的电子现象。它发生在共轭体系中，由于原子间的相互影响，使得体系内的”𕥭（或p电子）分布发生变化。这种变化就像在电子云中形成了一种“离域”效应。 𐟧ꠥ𘧔𕥭共轭效应如果共轭体系上的取代基能够降低体系的”𕥭云密度，那么这些基团就具有吸电子共轭效应。例如，-COOH、-CHO、-COR等基团，它们就像电子的“吸尘器”，吸收了体系中的电子。 𐟒堧𛙧”𕥭共轭效应相反，如果共轭体系上的取代基能够增高共轭体系的”𕥭云密度，那么这些基团就具有给电子共轭效应。例如，-NH2、-R、-OH等基团，它们就像电子的“发电机”，为体系提供额外的电子。 𐟔„ 总结无论是诱导效应还是共轭效应，它们都是有机化学中电子行为的重要表现。理解这些效应不仅能帮助我们更好地理解分子结构，还能为化学反应提供重要的理论依据。

共价化合物揭秘：AlCl3为何例外？ 1. 𐟤” 为什么AlCl3是共价化合物？ 𐟔 金属元素与非金属元素形成的化合物通常是离子化合物，但AlCl3是个例外。AlCl3的熔点为192.4℃（2.5个大气压），沸点为177.8℃（沸点比熔点低是因为测定AlCl3熔点需加压，因而使得熔点升高）。AlCl3在熔融态、气态和非极性溶剂中均以二聚体Al2Cl6的形式存在。这是因为三价铝离子的半径过小，电荷密度高，导致了阴离子的变形，使离子型向共价型移动。Al是缺电子原子，有空的p轨道，Cl原子有孤对电子，两个AlCl3分子间能发生Cl→Al的电子授予和接受作用，形成氯桥配合物。实际上，除碱金属、碱土金属（Li、Be除外）之外，大多数的氯化物、溴化物和碘化物，如BeCl2、HgCl2、SnCl4、FeCl3、BiCl3等以及相应的溴化物、碘化物等均为共价化合物，但AlF3（熔点1040℃，沸点1260℃，熔融状态时能导电）和MgF2（熔点1250℃，沸点2260℃，熔融状态时能导电）等为离子型化合物。 2. 𐟌᯸ 为什么臭氧（O3）是极性分子？ 𐟌€ 单质分子中的共价键并非都是非极性键，单质分子也并非都是非极性分子。根据杂化理论，臭氧（O3）分子的价键结构如图所示。根据杂化轨道理论，O3分子中除O原子间均存在”–，在三个O原子之间还存在一种4个电子的离域大∏键，大∏键是由sp3杂化的中心O原子上未杂化的两个电子占据的p轨道和两个端基O原子的单电子占据的p轨道从侧面重叠而形成的。可见，中心O原子在形成大∏键时多拿出一个电子（即提供两个电子）。由于大∏键的电子云是趋向平均化的，平均化后就相当于中心O原子失去部分负电荷，端基O原子得到部分负电荷，因而O3中的O－O键是极性的。又由于O3分子为角形分子，两个O－O键的极性不能相互抵消，所以O3分子为极性分子。臭氧的沸点为160.60K，远远高于O2的沸点90K；标准状况下，臭氧在水的溶解度为氧气的10倍，这些均与臭氧分子的极性有关。 3. 𐟌᯸ 碳酸氢钠固体分解温度在200摄氏度以上，那么碳酸氢钠溶液中能分解吗？ 𐟒砧⳩…𘦰⩒ 在有水的情况下更容易分解，50多摄氏度就可以完全分解。 4. 𐟤” 为什么NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小？ 𐟔 一般来说，碳酸酸式盐的溶解度大于碳酸正盐，但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小，这是因为，氢键不仅存在于共价化合物中，也存在于某些离子晶体中。在NaHCO3的水溶液中，溶质之间形成氢键如图，使分子间发生了缔合作用，从而降低了溶解度。类似的还有钾、铵的碳酸氢盐的溶解度反常地低于其对应的正盐。

芳香亲电取代反应的秘密：从苯环到复杂分子 𐟔 芳香亲电取代反应是什么？芳香亲电取代反应是化学中的一种重要反应类型，指的是芳环上的氢原子被亲电试剂所取代的过程。典型的反应包括苯环的硝化、卤化、磺化、烷基化和酰基化等。这些反应在本质上都是相似的，如图2⃣️所示。 𐟏𗠥›𞲢ƒ㯸中的E-代表亲电试剂，反应的结果是将苯环上的氢原子取代，而不是发生常见的烯烃亲电加成反应。实际上，芳香亲电取代反应在质子酸或Lewis酸的作用下进行，这种条件下，非芳香性的烯烃（无论是共轭还是非共轭）会迅速发生聚合反应。然而，苯环的稳定性使其不会发生聚合反应，而是失去质子后，再次形成苯环体系。 𐟔젨Š𓩦™亲电取代反应的机理芳香亲电取代反应对于芳香底物通常只有一种机理，即正离子中间体机理。苯环上的”𕥭尽管受六个碳原子核的吸引，与一般碳碳双键的”𕥭相比，它们与碳原子的结合较为紧密，但与定域的”𘦯”，它们与碳原子的结合仍然是松弛的，容易与亲电试剂进行反应。 𐟓 第一步：亲电加成与烯烃在酸性条件下会发生亲电加成反应一样，苯环上的”𕥭先进攻亲电试剂E+，生成苯环正离子中间体；此正离子中间体也称为…合物或�滥퐣€‚与原料苯或产物取代苯相比，此正离子肯定是不稳定的，但是双键上的”𕥭云可以通过离域的方式使得正离子变得相对稳定，如图4⃣️。 𐟓 第二步：失去质子，E1消除此�滥퐤𘭩—𔤽“中的sp3杂化碳原子可以通过失去质子或E+重新形成芳香环(此过程类似于E1消除）。此过程比碳正离子中间体被负离子X-捕获形成一个中性化合物有利得多。整个取代过程是放热的，因为形成的键比断裂的键更强。这个过程也是整个反应过程的驱动力。如图5⃣️ 𐟎“ 高中化学小贴士对于高中阶段的同学们来说，了解芳香亲电取代反应的机理可以帮助更好地理解有机化学中的一些基本概念。希望这篇文章能帮助你们更好地掌握这个重要的化学反应！

有机化学常见物质的pKa值详解昨天我们聊了聊有机化学中那些第二梯队的物质，比如吡啶盐和苯胺盐。这两种物质的酸性大小一直是个有争议的话题，不同的教材有不同的看法，这也侧面反映了有机化学的复杂性。还有一种过酸，它的酸性居然小于羧酸。这是因为过酸失去一个氢质子后，中间的氧是sp3杂化，很难形成离域体系。第三梯队（10～15.7） 𐟌🊊这个梯队的物质包括酚（但也有强酸，比如苦味酸，它的pKa约为0.4，堪比第二梯队）。环戊二烯失去一个氢质子后会有芳香性，比较稳定。还有四级铵盐。第四梯队（pKa小于15.7） 𐟌ˆ 这个梯队的物质很难被拔氢，碱性很强。代表物有醇（醇氧负离子是极强碱）。一般的醛酮，其阿尔法氢会表现一定的酸性。端炔烃（要掌握制端炔负离子的方法）。氨气（NH2-是一种特别强的碱，注意氨气的碱性表现在孤对电子上，pKa只是氮氢键的酸性）。还有烯烃（注意是直接连双键的氢）和烷烃（CH3-的碱性特别强！）。总结 𐟓Š 越往下pKa越大，酸性越弱，其对应的共轭碱的碱性也就越强。酸性越强，拔氢越容易（去氢），越弱越难去。第二梯队是完全拔氢的一个上限，到第三梯队就是不完全拔氢了。希望这些信息能帮到你更好地理解有机化学中的pKa值和酸性强度。有机化学的世界真是奇妙又复杂！

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