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题目:重稀碱金属铷化合物的合成、表征及热化学性质的研究

关键词:铷,合成,晶体结构,热化学,物化表征

  摘要

  重稀碱金属铷由于它的分散性及稀有性,因此国内外对它研究的比较少。近年来,随着人们对铷的应用、生理功能和健康效应的了解,人们逐渐发现研究铷化合物的晶体结构、物理化学表征及其热化学性质有着及其重要的意义。论文的第一部分对稀碱金属铷的应用、生理功能、健康效应、分离分析方法及研究进展等方面进行了综述。   论文第二部分为实验部分,合成了18种铷的化合物。分别为3-羧基4-羟基苯磺酸铷、磺基水杨酸铷、天冬氨酸铷、水杨醛缩甘氨酸Schiff碱铷、水杨醛缩天冬氨酸Schiff碱铷、水杨醛缩谷氨酸Schiff碱铷、水杨醛缩对氨基苯磺酸Schiff碱铷、水杨醛缩邻氨基苯甲酸Schiff碱铷、水杨醛缩对氨基苯甲酸Schiff碱铷、水杨醛缩牛磺酸Schiff碱铷、对硝基苯甲酸铷、3,5二硝基苯甲酸铷、对苯二甲酸氢铷、对苯二甲酸铷、对羟基苯甲酸铷、对甲苯磺酸铷、5-氨基四唑铷、酒石酸铷。   通过元素分析,红外和拉曼光谱,X-射线粉晶衍射对所合成的化合物进行了物理化学表征。得到了Rb[(H_2Ssal)(H_2O)]和Rb_2[(HSsal)(2H_2O)]的单晶,并通过X-射线单晶衍射测定了其结构,两者均为单斜晶系,空间群P2(1)/C。Rb[(H_2Ssal)(H_2O)](T=273(2)K)的晶胞参数为a=1.1779(11)nm,b=0.7363(7)m,c=1.2025(11)m,β=103.359(12)°。晶胞体积V=1.O147(16)nmˉ3,Z=4。晶体密度为D_x=2.099Mg·mˉ(-3),F(000)=632。Rb_2[(HSsal)(2H_2O)](T=298(2)K)的晶胞参数为a=O.97299(18)nm,b=2.0596(3)m,c=O.61911(14)m,p=90.452(3)°。晶胞体积V=1.2406(4)nmˉ(-3),Z=4。晶体密度为D_x=2.265Mg/mˉ3,F(000)=816。其中Rb[(H_2Ssal)(H_2O)]中铷的配位数为8,Rb_2[(HSsal)(2H_2O)]中铷有两种配位形式,配位数分别为8和9,这两种晶体中Rb-O键长在0.2802(7)-0.3468(5)nm的范围。它们均形成了一种层状的夹心结构,而这种层状的夹心结构又通过分子间非极性的芳环间的分子间作用力形成层装堆积结构。   水杨醛缩氨基酸的Schiff碱铷化合物比较特殊,它们在溶液和空气中均不稳定,制备过程需用氮气保护。另外,水杨醛缩对氨基苯甲酸Schiff碱铷,水杨醛缩邻氨基苯甲酸Schiff碱铷化合物在合成过程中要尽可能避光反应,否则溶液很快变黑。所得到的Schiff碱铷化合物用激光拉曼仪扫描时易发生分解,得不到拉曼光谱。   本论文第四部分为两种化合物的热化学性质的研究。采用微量热技术,通过设计热化学循环,研究了298.15K下,5-氨基四唑铷和酒石酸铷的热力学性质。(424.1±0.O)kJ·m01ˉ(-1)和-(1109.9士O.1)kJ·molˉ(-1)。   论文中合成了一系列的有机配体和铷的化合物,丰富了铷化合物的性质、种类以及物理化学数据,标准摩尔反应焓和标准摩尔生成焓的测定也对铷化合物的研究提供了一定的参考价值。