艾伦。黑格
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聚乙炔是一种结构单元为(CHCH)n的聚合物材料。
这种聚合物经溴或碘掺杂之后导电性会提高到金属水平,这引起了研究者的兴趣。
白川英树、艾伦·黑格和艾伦·麦克迪尔米德因“发现和发展导电聚合物”获得了2000年的诺贝尔化学奖。
如今聚乙炔以用于制备太阳能电池、半导体材料和电活性聚合物等。
聚乙炔包括单双键交替的共轭结构。
由于双键不可扭转的性质,聚乙炔的每个结构单元都有顺式和反式两种结构。
如果每个结构单元都呈顺式,则成为顺式聚乙炔,反之为反式聚乙炔。
两者的电导率分别为10^-9和10^-5/欧·厘米。
1974年聚乙炔被发现至今,导电高分子科学与技术已有了很大发展。
由于聚乙炔掺杂后可以达到金属所具有的高电导性(~103S·cm-1 ),因此被称为“合成金属”,并成为人们竞相研究的导体材料。
聚乙炔是最简单的聚炔烃,有顺式聚乙炔和反式聚乙炔两种立体异构体。
下面是它们的结构简式。
线型高分子量聚乙炔是不溶不熔,对氧敏感的结晶性高分子半导体,深色有金属光泽。
顺式和反式聚乙炔的电导率分别为 10-9和10-5S·cm-1,如用碘、溴等卤素或BF3、AsF3等路易斯酸渗杂后,其电导率率可提高到金属水平(约103 S·cm-1),因此称为合成金属及高分子导体。
用齐格勒-纳塔催化剂,如TiCl4、TiCl3或Ti(OR)4与AlR3(R 为烷基)组合催化剂可使乙炔直接聚合成膜,此外也可用钒、钴、铁等化合物如VO (CH3COO)2与Al(C2H5)3 组成的催化剂体系聚合,聚合温度-78℃。
用稀土催化剂(如环烷酸稀土和AlR3)时,则可在室温制得高顺式聚乙炔。
聚乙炔本身有微弱的导电性,和石墨导电原理相似,因为分子间形成了大π掺杂有两种情况:1、掺入碘单质等,分子间形成了空穴,可以空穴导电,导电性初期随着掺杂浓度升高而升高,某比例达到峰值,然后开始下降。
2、掺入钠等活泼金属,分子间出现了多余的自由电子,可以导电,导电性随着掺杂浓度提高始终提高。
在高中化学教材中挖掘和弘扬人文精神作者:李立平来源:《中国教师》2013年第16期化学中的人文精神不显于外,而潜于内。
作为教师,可从化学教材中充分挖掘其中蕴含的人文精神,将科学知识、科学方法和科学精神与人文知识、人文方法和人文精神相结合,在化学教育之中弘扬人文精神。
基于此,本文从三方面探讨如何从高中化学教材中发掘和弘扬人文精神。
一、介绍化学史实,弘扬人文传统1.高中化学教材中的化学史实耐人寻味高中化学教材选编了大量的化学史实,其内容耐人寻味。
例如在“认识化学科学”这一内容中介绍了代表近代化学发展的四位里程碑式的科学家——波义耳、拉瓦锡、道尔顿和门捷列夫及他们的重要成就。
又如在“自然界中的元素”这一内容中介绍了C60的发现者克鲁托、斯莫利和柯尔,以及有机合成大师、美国化学家伍德沃德,还有突破无机化合物与有机化合物之间界限的德国化学家维勒。
再如在“原子结构与元素周期律”这一内容中介绍了英国物理学家卢瑟福和他的α粒子散射实验、丹麦科学家玻尔及“玻尔原子模型”及对发现元素周期律作出重要贡献的门捷列夫和迈尔。
这些化学史实绝非历年化学成果的简单罗列,它既记载着化学与技术的进化和演变、化学知识与理论的起源与更新,又记录了科学家为之奋斗的艰辛及获得的经验与教训,还揭示了化学规律的层次性、化学与其他相关学科的联系。
2.通过高中化学教材培养学生的爱国情操例如在教学“硅——无机非金属材料”这一内容时,涉及单质硅与半导体材料。
藉此,我介绍了中星微集团董事局主席邓中翰博士和他的“星光中国芯工程”,通过他们心系祖国、艰苦创业的事迹,激发学生的爱国热情。
又如在教学“氯碱工业”这一内容时,我结合课本上的《资料在线》栏目,介绍我国化学之父侯德榜博士毅然放弃国外的优越条件,回到祖国,运用自己的学识和智慧,历尽艰辛,终于建起具有世界先进水平的永利碱厂。
后来,经过无数次摸索和试验,他发明了“侯氏制碱法”,并为世界采用。
学生从中不难感受到他的爱国热情和人格魅力。
1901-2015历届诺贝尔化学奖得主诺贝尔化学奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔(1833-1896)的部分遗产作为基金创立的5项奖金之一。
诺贝尔化学奖由瑞典皇家科学院从1901年开始负责颁发,总共被颁发了106次。
期间只有1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942八年没有颁发。
诺贝尔奖奖项空缺,除了受到两次世界大战影响之外,还受到了诺贝尔奖组委会“宁缺毋滥”的评奖理念的影响。
到目前为止,诺贝尔化学奖共有169位获奖者。
其中英国生物化学家弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)在1958年和1980年两次获得诺贝尔奖,因此历史上获得诺贝尔奖的总共只有168人。
诺贝尔化学奖获奖者的平均年龄是58岁。
其中有32人获奖年龄介于50岁和54岁之间,几乎占到了总获奖人数的20%。
1901年--1910年1901年:雅克布斯•范特霍夫(荷)发现了化学动力学法则和溶液渗透压。
1902年:赫尔曼•费歇尔(德)合成了糖类和嘌呤衍生物。
1903年:阿累尼乌斯(瑞典)提出了电离理论,促进了化学的发展。
1904年:威廉•拉姆齐爵士(英)发现了空气中的稀有气体元素,并确定他们在周期表里的位置。
1905年:阿道夫•拜耳(德)对有机染料以及氢化芳香族化合物的研究促进了有机化学与化学工业的发展。
1906年:穆瓦桑(法)研究并分离了氟元素,并且使用了后来以他名字命名的电炉。
1907年:爱德华•毕希纳(德)对酶及无细胞发酵等生化反应的研究。
1908年:欧内斯特•卢瑟福爵士(新西兰)对元素的蜕变以及放射化学的研究。
1909年:威廉•奥斯特瓦尔德(德)对催化作用,化学平衡以及化学反应速率的研究。
1910年—1919年1910年:奥托•瓦拉赫(德)在脂环类化合物领域的开创性工作促进了有机化学和化学工业的发展的研究。
1911年:玛丽亚•居里(法)发现了镭和钋,提纯镭并研究镭的性质。
2000美国科学家黑格、麦克迪尔米德、日本科学家白川秀树因发现能够导电的塑料,而共同获得诺贝尔化学奖。
2001美国科学家威廉·诺尔斯、巴里·夏普莱斯、日本科学家野依良治因在“手性催化氢化反应”领域取得的成就,而共同获得诺贝尔化学奖。
2002美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一、瑞士科学家库尔特·维特里希因发明了对生物大分子进行确认和结构分析、质谱分析的方法,而共同获得诺贝尔化学奖。
2003美国科学家彼得·阿格雷、罗德里克·麦金农因在细胞膜通道方面做出的开创性贡献,而共同获得诺贝尔化学奖。
2004诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯,以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。
其实他们的成果就是发现了一种蛋白质“死亡”的重要机理。
2005三位获奖者分别是法国石油研究所的伊夫·肖万、美国加州理工学院的罗伯特·格拉布和麻省理工学院的理查德·施罗克。
他们获奖的原因是在有机化学的烯烃复分解反应研究方面作出了贡献。
烯烃复分解反应广泛用于生产药品和先进塑料等材料,使得生产效率更高,产品更稳定,而且产生的有害废物较少。
瑞典皇家科学院说,这是重要基础科学造福于人类、社会和环境的例证。
2006美国科学家罗杰·科恩伯格因在“真核转录的分子基础”研究领域所作出的贡献而独自获得2006年诺贝尔化学奖。
瑞典皇家科学院在一份声明中说,科恩伯格揭示了真核生物体内的细胞如何利用基因内存储的信息生产蛋白质,而理解这一点具有医学上的“基础性”作用,因为人类的多种疾病如癌症、心脏病等都与这一过程发生紊乱有关。
2007德国化学家吉哈德-艾尔特因为其在固体表面化学研究领域所做出的贡献而获此殊荣。
2008美籍华裔钱永健、美国生物学家马丁·沙尔菲和日本有机化学家兼海洋生物学家下村修因研究绿色荧光蛋白获奖。
历届诺贝尔化学奖得主简介(1901-2009)自1901年诺贝尔奖首次颁奖起,至2006年为止,全世界有476人获得诺贝尔奖,其中诺贝尔物理奖得主有162人。
在这476位诺贝尔奖得主中,有四位曾两次获奖。
其中,波兰裔法国女物理学家、化学家Marie Sklodowska Curie(玛丽‧居礼)(即居礼夫人)获得1903年的诺贝尔物理奖与1911年诺贝尔化学奖美国物理学家John Bardeen(约翰‧巴丁)获得1956年与1972年的诺贝尔物理奖。
在所有得奖科学家中,有三对夫妻共同得奖。
法国物理学家Pierre Curie(皮耶‧居礼)和Marie Sklodowska Curie (玛丽‧居礼)夫妇获得1903年物理奖。
;1986年得化学奖的李远哲;时间姓名中文译名国别获奖原因1901年J.H.van't Hoff范霍夫荷兰研究化学动力学和渗透压的规律1903年S.Arrhenius阿累尼乌斯瑞典提出电离学说1904年W.Ramsay拉姆塞英国发现惰性气体1905年A.von Baeyer拜耳德国研究有机染料和芳香族化合物1906年H.Moissan莫瓦桑法国制备单质氟\1908年E.Rutherford卢瑟福英国提出放射性元素蜕变理论1909年F.W.Ostwald奥斯特瓦尔德德国研究催化、化学平衡、反应速1911年M.CurieM.居里德国发现钋和镭1912年V.Grignard格林尼亚法国发现用镁做有机反应的试剂(被称为格式试剂)P.Sabatier萨巴蒂埃法国研究有机化合物的催化氢化反应1913年A.Werner维尔纳瑞士提出配位化学理论1914年T.W.Richards理查兹美国精确测定许多元素的原子量1918年F.Haber哈伯德国发明合成氨法1921年F.Soddy索迪英国首次提出同位素概念,并证明了位移定律1922年F.W.Aston阿斯顿英国发明质谱仪,用它测定非放射性元素的同位素1923年F.Pregl普雷格尔奥地利发明有机化合物的微量分析法1925年R.Zsigmondy齐格蒙迪奥地利阐明胶体溶液的多相性,创立胶体化学的现代研究方法1926年T.Svedlberg斯维德伯格瑞典发明超离心机,用于研究分散体系1931年C.Bosch波施德国研究化学上应用的高压方法1932年ngmuir兰米尔美国研究表面化学和吸附理论1934年H.C.Urey尤里美国发现重氢1935年F.Joliot-CurieF.约里奥-居里法国人工合成放射性元素1939年L.Ruzicka卢齐卡瑞士研究聚亚甲基和高级萜烯1943年G.Hevesy海维西匈牙利利用同位素示踪法研究化学过程1944年O.Hahn哈恩德国发现重核裂变现象1949年W.F.Giauque吉奥克美国研究超低温下物质的特1950年O.Diels第尔斯德国发现双烯合成反应K.Alder阿尔德1951年E.M.McMillan麦克米伦美国人工合成超铀元素1952年A.Martin马丁英国发明分配色谱法1953年H.Staudinger施陶丁格德国提出高分子概念1954年L.Pauling鲍林美国阐明化学键的本质以解释复杂分子结构1956年N.Semyonov谢苗诺夫前苏联研究气相反应的化学动力学1960年W.F.Libby利比美国发明放射性碳素测年法1963年K.Ziegler齐格勒德国研究乙烯聚合的催化剂G.Natta纳塔意大利研究丙烯聚合的催化剂1966年R.S.Mulliken马利肯美国创立化学结构分子轨道理论1967年R.G.W.Norrish诺里什英国发明测定快速反应技术1969年D.H.R.Barton巴顿英国研究有机化合物的三维构象1971年G.Herzberg赫茨伯格加拿大研究分子光谱学,特别是自由基的电子结构和几何结构1973年E.O.FischerE.O.费歇尔德国制备和测定了夹心面包结构的金属有机化合物V.Prelog普雷洛格瑞士从事有机分子及其反应的立体化学研究1976年W.N.Lipscomb利普斯科姆美国研究硼烷和碳硼烷的结构1979年H.C.Brown布朗美国在有机合成中利用硼和磷的化合物G.Wittig维蒂希德国发现维蒂希重排反应,提供了新的制烯方法1983年H.T aube陶布美国研究金属配位化合物的电子转移机理1985年H.A.Hauptman豪普特曼美国开发了应用X射线衍射法确定物质晶体结构的直接计算法1986年D.R.Herschbach赫希巴赫美国研究交叉分子束方法和化学反应动力学1990年E.J.Corey科里美国提出有机合成的逆合成分析原理1994年G.A.Olah欧拉美国研究碳正离子化学1996年H.W.Kroto克罗特英国发现富勒烯1998年W.Kohn科恩奥地利提出密度泛函理论,开辟处理复杂多电子体系的新方法1999年A.Zewail兹韦勒美籍埃及人利用激光闪烁研究化学反应(飞秒化学)2000年艾伦•黑格美国有关导电聚合物的发现2001年:美国的威廉•诺尔斯、巴里•夏普莱斯、日本的野依良治,表彰他们在更好地控制化学反应方面所作出的贡献。
艾伦.黑格
Alan J.Heeger教授1936年12月22日生于美国衣阿华州Sioux市。
1957年毕业于内布拉斯加大学物理系,获物理学土学位。
1961年获加州大学伯克利分校物理博士学位。
1962年至1982年任职美国宾夕法尼亚大学物理系,1967年任该校物理系教授。
1982年起转任美国加州大学圣巴巴拉分校物理系教授并任该校为他所成立的高
分子及有机固体研究所所长。
为了加速科研成果的产业化,他与该校材料系教授
P.Smith于1990年共同创立UNIAX公司并自任董事长及总裁。
1983年获美国物理学会Oliver E.Buckley凝聚态物理奖
1995年获Balzan基金会的新材料科学奖。
此外Alan J.Heeger还被授予美国及一些国际知名大学颁发的名誉博士学位。
2000年?月我国国务院学位委员会批准华南理工大学授予Alan J.Heeger 教授名誉博士学位。
Alan J.Heeger在有机及聚合物光电子材料和器件的物理及材料科学研究领域的主要开创性贡献有:
1973年发表对TTF—TCNQ类具有金属电导的有机电荷转移复合物的研究,开创了有机金属导体及有机超导体研究的先河;
1976年发表对聚乙炔的掺杂研究,开创了导电聚合物的研究领域,这也促进了低维物理理论研究的发展。
1990年与苏武沛、J.R.Schrieffer共同发表了解释聚乙炔中元激发的SSH 模型等;
1991年提出用可溶性共轭聚合物实现高效聚合物发光器件,为聚合物发光器件的实用开辟了新途径;
1992年提出“对离子诱导加工性”的新概念,从而实现了人们多年来发展兼具高电导及加工性的导电聚合物的梦想,为导电聚合物实用化提出了新方向;
1996年首次发表共轭聚合物固态下的光泵浦激光。
Alan J.Heeger十分重视将科研成果向生产力的转化。
近年来他领导UNIAX公司的研究小组解决了聚合物发光单色显示屏的高效、长工作寿命等一系列基础与技术问题,使聚合物发光显示屏进入了产业化。
到目前为止Heeger共获美国专利40余项.发表论文635篇(统计至
1999年6月)。
据SCI所作的10年统计(1980~1989),在全世界各研究领
域所有发表论文被引用次数的排名中(包括所有学科)他名列第64名,是该
l0年统计中唯一进入前100名的物理学家.
Heeger治学严谨、十分善于抓住研究中的新苗头与新方向。
他特别重视充分发挥和尊重研究集体中每一成员包括青年学生的创造性。
在研究集体中他既是导师,也是朋友。
他十分重视将基础研究与应用研究相结合。
这些使他不仅参与开创了导电聚合物的研究领域,同时20多年来他及他所领导的研究集体始终处于导电聚合物及高分子光电材料研究领域的最前沿。
Heeger与夫人Ruth Heeger育有二子。
他个人的兴趣是每天坚持慢跑。