化学的激光革命——相干光的能力正迅速地变为许多化学分支学科的新动力

通常,化学家是确实知道在一化学反应发生之前某种物料的成分的。此外,他们也知道——或者懂得如何找出——在化学反应达到他们的目的和一种产品到手之后的组成。但是要了解反应的中间产物——即那些化学过程中的各步,那些发生在百万分之几或亿万分之几秒以内甚至更快的片段化学反应——长期以来这是化学科学的一项难以捉摸的目标。化学家无法“冻结”那些反应,比如说就象摄影师所能做到的那样,     

化学反应中的磁场和自旋效应

可以利用磁场来控制化学变化吗?就在不久前专家们对这个问题的回答还是绝对否定的。不错,在科学文献中时而出现过有关磁场对化学反应的影响的报导,但是每一次在精细的检验时都没有被证实。否定磁场影响化学变化的可能性有何依据呢?问题在于实际上一切重要的化学变化都是由一组比较简单的(所谓“初级的”)化学反应组成的复杂过程,它们的速率总是由这些简单反应当中最缓慢的所限制。但是众所周知,只有那些预先获得足够大能量的化学粒子(原子、分子、离子等等)才能参加这样的反应,它们通常在热运动过程中储存能量(对于工业中绝大多数重要的化学反应来说能量充裕的粒子正是以这种办法形成的)。但是,必需的能量同样能够因吸收光子而获得(例如,在地球大气层中,一系列重要的化学变化就是沿着这条途径进行着)。大家熟知,化学粒子与磁场的相互作用能量是很小的,与粒子的热运动能量相比,通常只占万分之一～百万分之一,所以曾认为磁场实际上是不应该影响化学反应的。     

催化“抗体”

美国伯克里加利福尼亚的化学家利用一种“抗体”来催化没有酶的反应。在人体中,抗体是一种复杂的蛋白质,通过识别并结合外来分子以保护人体免受感染。这种特性已引起化学家的注意,他们想利用它作为“人工酶”来加速化学反应。他们已制成一种能催化 Diels—Alder 反应的抗体。后者是有机化学家     

化学钟和化学混沌

多数化学家相信化学反应的过程总是可以预见的.但是有些无机和有机化学的催化反应却以奇特的无规则的方式进行.     

化学的第四要素存在吗?

每一瞬间全世界所发生的形形色色的化学反应是无法统计的。化学反应的时间有长有短,比如:树木经过几十万年而形成煤。炸药在极短的瞬间完成爆炸过程。人类为了获得所需要的材料,特别重视对反应速度的控制。目前化学家利用了三种基本的控制化学反应速度的方法,即改变温度和压力,或者采用加速反应的物质——催化剂,换句话说,温度、压力和催化剂是现代化学的三要素。但在最近10～15年里,化学家     

分子美食:科学与厨艺的碰撞

<正>厨师和化学家有很多相通之处,都是在和各种化合物以及化学反应打交道。厨师们口口相传的那些"烹饪秘籍",如果从化学家的角度来分析,只不过是各种比较精妙和巧合的化学反应而已。当人们有意识地运用一些化学反应去处理食材,就创造出了奇妙的分子美食。     

最简单的化学反应

化学反应时分子究竟是怎样变化的?化学家正在为寻求答案而努力工作.他们设法用量子物理的理论来理解化学反应,至今已有60多年了.现在,现代强大的计算机使理论家能够对最简单的化学反应进行精细的量子计算;同时发展起来的高能激光器使实验工作者能够在实验室里以前所未有的细致程度研究这种反应.一个化学物理学的新时代已显露曙光.     

调幅电磁波作用下Kl及KMnO_4氧化还原反应的新特点

人们早已熟知静电场、静磁场对化学反应的作用,在光谱分析中人们也知道物质对微波的谐振吸收,即微波对物质分子能级的影响.现在射频电磁波特别是微波对化学反应的作用正受到人们的关注.大量的实验证实了微波能显著提高化学反应的速度和改变反应的机制.特别在生物电磁学实验中人们发现微弱的微波能量也能导致明显的生物效应,即生物效应的能量主要来自于生物体内的新陈代谢,即电磁波影响了新陈代谢过程,这就是所谓的非热生物电磁效应.1992年10月在荷兰的Breukelen召开了首届世界微波化学大会,会议就微波化     

福井的化学求索之路

化学家们的一个宿愿就是揭示化学反应的本质、了解化学反应的机制、预计化学反应的结果。日本第一位诺贝尔化学奖获得者福井谦一教授,以他的“前线轨道理论”为探索实现这一宿愿的道路作出了独创性的贡献。那么,他     

激光在化学上的应用

在八十年代里,激光将愈来愈多地应用于化学。化学家正在因袭旧事,探索着催化剂的温度、压力和浓度的正确配合。这是减弱并断裂化学键以完成化学反应所必需的。可是较好的办法总是单纯为需要断裂的化学键提供所需的精确能量。激光能够满足这一需要,因为它是一种强能源,而且从紫外线到微波,它们都可以调     

第三种催化剂

催化剂是我们熟知的可以加速化学反应的物质,目前比较常用的催化剂是金属催化剂和酶.近年来,化学家开发出第三种催化剂,即有机催化剂.2021年的诺贝尔化学奖颁给了第三种催化剂应用的倡导者——德国科学家本杰明·利斯特和美国科学家大卫·麦克米伦,他们的突出贡献是推动了不对称有机催化领域的发展.     

化学呈现出新的生机

含锡和汞等元素的催化剂能加速化学反应,但也污染了环境.化学家们发现,酶是其最佳的替代物.     

磁的作用有多大

一、磁与人的健康人类自发现地球周围有一个巨大的磁场以后,又发现人体也有磁场,这就是人体的组织细胞在生理活动过程中,经不同的反应后(如生物反应、化学反应、物理反应等),会使人产生各种生物电,从而发出强弱不同的电磁波。另一方面,人的生存离不     

单分子微正则系综振动选模反应速率常数的计算

近来,实验和理论的研究表明,在特定条件下,某些化学反应可以在振动激发态上进行.这方面的深入研究无疑将推动实验和理论化学家实现自己一直追求的目标——使化学反应在其一定的条件下按照予先设计的特定振动模式激发态下进行.按照标准过渡状态理论,总能量为E的     

自旋-轨道耦合对碳纳米管量子点Kondo效应的影响

中国科学院近代物理研究所房铁峰和左维与兰州大学罗洪刚合作,研究了自旋-轨道耦合作用对Kondo效应的影响.他们发现,自旋-轨道耦合作用可使量子点中单个电子的简并度大大升高,破坏了其SU(4)对称性,使Kondo效应的零场共振峰发生分裂.在外加磁场条件下,     

吉林陨石的磁性研究

根据岩石磁学的物理原理,岩石的热剩余磁化强度具有稳定性、独立性、可加性以及在弱磁场中磁化强度和外加磁场成正比等特点,因此可以通过考查火成岩的磁性求得该岩石生成时期的地磁场,通常称这种磁场为原始磁场或古磁场。同样,考查陨石的磁性,也可以求得陨石母体形成时期的原始磁场强度,从而为研究天体磁学、太阳系行星际空间磁场的演化提供必要的线索。     

激光在快化学中的应用

许多有用的化学反应是缓慢的,需要数小时才能完成。然而,许多其它一些在气体或液体中进行的反应在不足一秒之内就进行完毕。研究化学反应快慢(叫做反应动力学科学)的化学家把这类反应看作是快反应。但是过去的十年中,脉冲激光技术的发展使得化学家能够观察反应时间短于十亿分子一秒(一个毫微秒)的超快化学反应。现在,我们可以买到能够产生微微秒脉冲的激光器。确实,新泽西贝尔电话实验室的查克·尚克(Chuck Shank)及其同事目前已经制成仅仅持续几个毫微微秒的激光脉冲。快化学反应首次成为可能是在1949年。当时在剑桥大学的罗伯特·诺里什(Robert Norrish)和乔治·波特(George Porter)提出这样的思想:用大功率的闪光使分子裂解进而分析所形成的碎片。这一技术即所谓的闪光光解使得诺里什和波特获得了1960年的诺贝尔奖。     

具有铁磁和铁电特性的纳米尺度纯手性C_3对成混合价锰簇

<正>多铁性材料是指同时具有铁电性和铁磁性的一类多功能材料,能同时对外加磁场和外加电场进行信号响应,具有重要的理论意义和应用前景.制备同时具有铁电性和铁磁性的材料具有很强的挑战性。     

1990年美国化学会获奖化学家介绍

1990年度全美共有40余位化学家受到美国化学会的嘉奖,这些化学家在化学的某个研究领域都做出了卓越的贡献,他们将出席1990年4月在波士顿召开的由美国化学会主办的第199届全美化学会议的发奖仪式。本文摘译介绍了与现代化学前沿研究领域紧密相关的几位化学家以及他们的工作。——译者注     

红荧烯掺杂有机薄膜中的单重态激子裂变过程

在室温下测量了红荧烯掺杂有机薄膜光致发光的磁场效应.磁场效应的线型可以归结为外加磁场对掺杂的红荧烯分子间发生单重态激子裂变过程的调控作用.实验发现,光致发光磁场效应的幅度与红荧烯分子间的平均间距之间展现出非线性的对应关系.这种现象说明,当改变掺杂分子间的间距时,掺杂分子间的耦合强度变化可以对激子裂变过程的强度产生重要的影响.在理论上,磁效应幅度与分子间距之间的非线性关系可以采用朗道-齐纳的非绝热跃迁理论进行解释.而实验上,研究分子间耦合强度改变时激子裂变过程的变化,是研究激子裂变过程微观动力学的一种重要方法.本研究工作表明,对于利用单重态激子裂变敏化的有机光伏器件,分子间的耦合强度是一个需要考虑的重要因素.