Catalysis by Di- and Polynuclear Metal Cluster Complexes (The Chemistry of Metal Clusters) pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Wiley-VCH

作者:

出品人:

頁數:533

译者:

出版時間:1998-03-16

價格:USD 225.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780471239307

叢書系列:

圖書標籤:

• 金屬簇
• 催化
• 金屬配閤物
• 多核金屬簇
• 均相催化
• 配位化學
• 有機金屬化學
• 團簇化學
• 催化劑
• 金屬化學

催化：多核金屬簇配閤物的力量 引言 催化是現代化學工業的基石，它驅動著從石油化工到製藥的無數關鍵過程。而催化劑的設計與優化，則是一個充滿挑戰與機遇的領域。在眾多的催化劑體係中，多核金屬簇配閤物因其獨特的結構、電子性質以及由此産生的非凡催化活性，正日益受到科研界的矚目。本書《催化：多核金屬簇配閤物的力量》旨在深入探討這一前沿領域，揭示多核金屬簇配閤物在催化領域 vast 的潛力與應用。 多核金屬簇配閤物的迷人世界 多核金屬簇配閤物，顧名思義，是指包含兩個或兩個以上金屬原子，並通過金屬-金屬鍵或其他橋連基團連接而成的離散分子實體。這些簇的核心結構可以呈現齣多樣化的幾何形狀，如三角形、四麵體、八麵體，甚至是更復雜的結構。金屬原子的組閤也極其豐富，可以是同種金屬（同核簇），也可以是不同金屬（異核簇），它們可以共享電子，形成獨特的電子環境，從而賦予簇整體非凡的反應活性。 與單核金屬配閤物相比，多核金屬簇配閤物擁有更豐富的電子軌道和更復雜的配位環境。金屬原子之間的協同作用，以及簇核與配體之間的協同效應，使得它們能夠穩定低價態的金屬中心，形成活性更高的催化物種。這種多金屬中心之間的電子轉移和能量傳遞，為催化反應提供瞭新的途徑和可能性。 催化機製的深度解析 本書將係統地闡述多核金屬簇配閤物作為催化劑的多種催化機製。我們將深入剖析： 電子效應與協同催化： 多核金屬簇中金屬原子之間的電子密度重疊和轉移，能夠顯著改變金屬中心的電子性質，使其更容易與反應物結閤，並促進鍵的活化。例如，一個金屬中心可能通過吸附和活化反應物，而另一個金屬中心則負責提供電子或穩定中間體，從而實現高效的協同催化。我們將通過具體的例子，展示這種電子協同效應如何加速反應速率，提高選擇性。 結構變化與催化適應性： 多核金屬簇配閤物的結構並非一成不變，在催化循環中，它們可能經曆結構重排、配體脫落或重組等過程。這種結構的可塑性使得催化劑能夠適應不同的反應階段，優化中間體的形成與轉化。本書將詳細介紹這些動態的結構變化如何影響催化活性和穩定性。 金屬-金屬鍵的作用： 金屬-金屬鍵是多核金屬簇的核心特徵之一。這些鍵的存在不僅穩定瞭簇的結構，也為電子的離域化提供瞭通道。我們將探討金屬-金屬鍵的性質（如鍵級、鍵長）如何影響簇的電子結構和催化性能。 配體調控與催化性能優化： 配體在多核金屬簇配閤物的催化性能中扮演著至關重要的角色。它們不僅可以穩定金屬簇，還可以通過空間位阻和電子效應來調控金屬中心的反應活性和選擇性。本書將探討不同類型配體（如膦配體、氮雜環卡賓、氧化物）的設計如何精細調控催化劑的性能，實現對特定反應的高度選擇性。 多核金屬簇在關鍵催化反應中的應用 本書將聚焦於多核金屬簇配閤物在多個重要催化反應中的廣泛應用，並深入分析其催化原理： 氧化還原催化： 碳氫鍵活化與官能團化： 這是一個極具挑戰性的反應，旨在將惰性的碳氫鍵轉化為更有用的官能團。多核金屬簇配閤物，特彆是那些具有高氧化態金屬中心的簇，能夠有效地活化C-H鍵，並實現區域選擇性和立體選擇性的官能團化，例如羥基化、胺化和鹵代。我們將討論其催化這些過程的獨特優勢，以及在閤成復雜有機分子中的潛力。 選擇性氧化： 從醇、醛到烯烴、芳烴，選擇性氧化是化學閤成中不可或缺的一環。多核金屬簇配閤物能夠提供多樣的氧化態金屬中心，並協同作用，實現對底物的精準氧化，避免過度氧化或副産物的生成。我們將探討其在溫和條件下實現高選擇性氧化的機理。 非均相氧化反應： 將多核金屬簇負載到多孔材料上，可以構建高效的多相催化劑，用於工業上的氧化過程，如烯烴環氧化、烷烴氧化等。本書將討論如何設計具有高穩定性和易於迴收的非均相多核金屬簇催化劑。 偶聯反應： 交叉偶聯反應： 例如 Suzuki、Heck、Sonogashira 等偶聯反應，是構建碳-碳鍵和碳-雜原子鍵的強大工具。多核金屬簇配閤物，尤其是鈀、鎳等金屬簇，在這些反應中展現齣優異的活性和選擇性，能夠實現更廣泛的底物兼容性和更低的催化劑用量。我們將分析多核結構如何促進氧化加成、轉金屬化和還原消除等關鍵步驟。 C-N、C-O 偶聯： 構建C-N和C-O鍵是閤成含氮和含氧化閤物的關鍵。多核金屬簇配閤物在胺化和醚化反應中也顯示齣顯著的潛力，能夠以高效和選擇性的方式實現這些轉化。 聚閤反應： 烯烴聚閤： 多核金屬簇配閤物，特彆是那些含有早期過渡金屬（如 Ti, Zr）的簇，在烯烴聚閤中錶現齣獨特的性能，可以調控聚閤物的分子量、微觀結構和分散度。我們將探討多核結構如何影響單體的插入模式和鏈增長過程。 開環聚閤： 環狀單體的開環聚閤是製備聚酯、聚酰胺等高分子材料的重要方法。某些多核金屬簇配閤物能夠有效地催化這類反應，並控製聚閤物的結構和性能。 小分子活化： CO2 活化與轉化： CO2 是一種豐富的碳源，其活化與轉化對於實現碳循環和發展可持續化學至關重要。多核金屬簇配閤物，特彆是那些含有堿金屬或堿土金屬的簇，能夠有效地吸附和活化 CO2，並催化其轉化為甲醇、甲酸鹽、碳酸酯等有價值的化學品。 N2 活化： 氮氣是地球上含量最豐富的氣體，但其惰性極高，難以直接利用。多核金屬簇配閤物，特彆是那些含有具有低配位數的金屬中心的簇，有可能實現 N2 的直接活化和轉化，例如將其轉化為氨或有機胺。 理論計算與實驗驗證的協同 本書將強調理論計算在理解多核金屬簇催化機理中的重要作用。量子化學計算，如密度泛函理論（DFT），能夠提供關於反應路徑、過渡態能量、中間體結構以及電子分布的寶貴信息，從而指導實驗設計和催化劑優化。我們將展示理論計算如何與實驗數據相結閤，共同揭示多核金屬簇催化過程的微觀細節。 未來展望與挑戰 盡管多核金屬簇配閤物在催化領域展現齣巨大的潛力，但仍存在一些挑戰： 催化劑的穩定性和壽命： 許多多核金屬簇在苛刻的反應條件下可能不穩定，容易發生解體或失活。提高催化劑的穩定性和延長其使用壽命是當前研究的重點。 規模化製備與應用： 實驗室閤成的多核金屬簇配閤物往往需要復雜的步驟，難以實現大規模的工業化生産。發展經濟高效的製備方法是推動其應用的關鍵。 機理的深入理解： 盡管取得瞭一些進展，但許多多核金屬簇催化反應的復雜機理仍有待進一步闡明。更精密的錶徵技術和更先進的理論計算方法將有助於揭示其催化密碼。 設計新穎的催化劑： 通過理性設計，開發具有更高活性、更好選擇性和更長壽命的新型多核金屬簇配閤物，是持續創新的動力。 結論 《催化：多核金屬簇配閤物的力量》將為讀者提供一個全麵而深入的視角，瞭解多核金屬簇配閤物作為一類充滿活力的催化劑在化學閤成中的重要作用。通過對催化機理的深入解析、對關鍵催化反應應用的詳盡介紹，以及對理論計算與實驗驗證協同的強調，本書將激發科研人員和工程師對這一前沿領域的興趣，並為開發更高效、更可持續的化學過程提供重要的理論指導和技術支持。本書相信，隨著研究的不斷深入，多核金屬簇配閤物必將在未來的催化科學與技術中扮演越來越重要的角色。

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