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第1章 绪论1

1.1无机化学学科的发展规律与发展态势1

1.1.1无机化学学科定义与内涵1

1.1.2无机化学学科的发展规律1

1.1.3无机化学学科的发展趋势3

1.2无机化学学科的发展现状4

1.2.1我国无机化学学科在国际上的地位4

1.2.2无机化学领域的优势学科、薄弱学科和交叉学科的发展状况5

1.2.3经费投入与平台建设情况7

1.2.4人才队伍情况7

1.2.5推动学科发展、促进人才培养、营造创新环境等方面的举措与存在的问题7

1.3无机化学学科的发展布局10

1.3.1指导思想10

1.3.2发展目标10

1.3.3发展策略11

1.4无机化学学科优先发展领域与重大交叉研究领域13

1.4.1无机化学学科遴选优先发展领域的基本原则13

1.4.2无机化学学科“十二五”期间的优先发展领域14

第2章 丰产元素化学31

2.1稀土功能材料及轻质高强结构材料的设计与制备31

2.1.1稀土发光材料31

2.1.2稀土功能材料的设计与制备33

2.1.3稀土基催化材料37

2.1.4稀土高分子复合材料研究进展43

2.2稀土绿色分离理论和工艺研究45

2.3多酸（多金属氧簇）化合物的合成、组装与功能化46

2.3.1基于多酸建筑块晶体工程学的合成方法和合成策略研究46

2.3.2多酸有机修饰化学的研究52

2.3.3多酸的功能化55

2.4盐湖镁、锂资源的利用59

2.4.1盐湖镁、锂资源利用的研究进展59

2.4.2盐湖镁、锂资源利用存在的问题64

2.4.3盐湖镁、锂资源利用的发展方向65

参考文献66

第3章 无机合成化学80

3.1无机合成新方法、新路线、新技术80

3.1.1无机高通量组合化学合成81

3.1.2绿色合成82

3.1.3极端条件下或外场（光、磁场）诱导下的无机合成84

3.1.4非水溶剂体系和反应离子热合成86

3.1.5无机光化学和电化学合成87

3.2无机自组装合成89

3.2.1自组装合成介孔材料90

3.2.2自组装合成新型微孔材料92

3.2.3基于自组装策略的功能MOFs材料的合成93

3.2.4自组装合成策略在功能纳米材料中的应用94

3.2.5挥发诱导自组装合成方法97

3.2.6外场下的自组装合成98

3.2.7以功能为导向的无机-有机复合材料自组装合成100

3.2.8关于自组装无机合成的总结和展望100

3.3无机功能材料的定向合成、制备与组装102

3.3.1引言102

3.3.2无机功能材料的结构设计104

3.3.3无机功能材料的定向合成108

3.3.4无机功能材料的可控制备110

3.3.5无机功能材料的组装116

3.3.6存在的科学问题121

3.4复杂无机体系反应过程与机制122

3.4.1相变及多晶转变123

3.4.2模板效应125

3.4.3合成反应的机理研究127

3.4.4展望130

3.5仿生合成特殊浸润性无机材料130

3.5.1引言130

3.5.2自然材料超疏水机理的揭示133

3.5.3仿生合成超疏水无机材料136

3.5.4仿生合成超双疏无机材料138

3.5.5仿生合成超疏水-超亲油无机材料139

3.5.6仿生合成超疏水-超亲水智能响应无机材料139

3.5.7科学问题140

3.6无机合成中柔性配体的构型控制及性能研究141

3.6.1柔性配体构筑的配位聚合物的结构特点141

3.6.2影响柔性配体的配位聚合物结构的因素146

3.6.3柔性配体构筑的配位聚合物的性能多样性150

3.6.4展望153

参考文献153

第4章 无机固体化学171

4.1无机固体合成化学：尝试、探索与设计171

4.1.1新型锗酸盐的合成与结构化学特点172

4.1.2三方层状钙钛矿——结构化学原理及应用173

4.1.3硼酸熔融法制备的系列新型硼酸盐的合成与结构174

4.2多功能无机化合物中的结构与性能关系175

4.3无机固体化学中的多尺度研究184

4.3.1介观晶体184

4.3.2微纳尺度内的固体及分级结构187

4.3.3原子与分子尺度的无机固体化学190

4.4固体表/界面的研究192

4.4.1界面材料的浸润性研究192

4.4.2热障涂层材料的界面性质研究198

4.4.3无机陶瓷膜的制备及表/界面性质研究200

4.4.4晶态薄膜的取向生长及性质202

参考文献203

第5章 无机材料化学213

5.1金属、氧化物结构敏感催化材料的设计合成213

5.2高效能源材料214

5.2.1锂离子电池材料215

5.2.2高容量储氢材料220

5.2.3燃料电池关键材料222

5.2.4太阳能电池关键材料226

5.2.5热电材料228

5.3非线性光学晶体材料231

5.4分子筛及多孔材料236

5.4.1多孔碳材料236

5.4.2多孔半导体材料239

5.4.3多孔主客体材料239

5.4.4具有多级孔结构材料241

5.4.5其他多孔材料242

5.5稀土化合物功能材料244

5.6无机-有机杂化材料247

5.7先进碳材料251

5.8发展方向254

5.8.1金属、氧化物结构敏感催化材料的设计合成254

5.8.2高效能源材料254

5.8.3非线性光学晶体材料256

5.8.4分子筛及多孔材料256

5.8.5稀土化合物功能材料256

5.8.6无机-有机杂化材料256

5.8.7先进碳材料257

参考文献257

第6章 配位化学271

6.1配位化学中的新反应及方法学研究271

6.1.1溶剂（水）热条件下原位金属/配体反应271

6.1.2利用模板化学技术实现对配位化合物的可控组装274

6.1.3离子热合成278

6.1.4微波辅助合成278

6.1.5固相合成278

6.2晶体工程研究进展279

6.2.1引言279

6.2.2无机-有机杂化晶体工程进展279

6.2.3无机晶体工程研究进展281

6.2.4有机晶体工程研究进展281

6.3配位超分子与分子工程学282

6.3.1分子工程策略283

6.3.2配位超分子类型284

6.3.3分子工程应用288

6.4多孔配位聚合物的设计和合成289

6.4.1多孔配位聚合物的结构设计289

6.4.2多孔配位聚合物的结构-性质相关性291

6.5光电功能配合物295

6.5.1发光配合物296

6.5.2导电配合物306

6.6磁性配合物308

6.6.1单分子磁体和单链磁体308

6.6.2多维磁性体系311

6.6.3多功能分子材料312

6.7手性配合物及分子聚集体的构筑、性能和构效关系315

6.7.1手性配体制备手性组装体315

6.7.2非手性配体制备手性组装体318

6.8三明治型四吡咯共轭大环类配合物322

6.8.1合成研究323

6.8.2晶体分子结构326

6.8.3通过光谱和电化学性质研究分子内7π-π相互作用328

6.8.4在双层配合物中调节金属铈的价态330

6.8.5在双层配合物中孔穴和酸性质子所处的位置330

6.8.6超分子结构330

6.8.7有机场效应晶体管应用331

6.9存在问题与展望332

6.9.1新合成方法与新反应332

6.9.2晶体工程与分子工程333

6.9.3功能配位化合物334

参考文献335

第7章 有机金属化学352

7.1金属卡宾与卡拜配合物352

7.1.1引言352

7.1.2 Fischer卡宾、Schrock卡宾和卡拜金属配合物354

7.1.3 N-杂环卡宾金属配合物361

7.1.4总结与展望374

7.2不饱和有机金属化合物的合成、结构和反应性研究374

7.2.1不饱和有机金属化合物的制备、反应性及其应用375

7.2.2典型16e-不饱和有机金属化合物——半夹芯式含[E2 C2 B10 H10 ]2-金属硫族碳硼烷类化合物378

7.2.3金属促进的碳硼烷衍生物的合成389

7.2.4前景与展望392

7.3小分子活化392

7.3.1金属配合物活化CO2393

7.3.2有机金属配合物催化一氧化碳（CO）还原偶合399

7.3.3有机金属配合物活化甲烷C—H键402

7.3.4有机金属配合物活化水分子的H—OH键410

7.4有机金属框架化合物的合成与结构415

7.4.1构筑策略416

7.4.2半夹心结构有机金属环状化合物418

7.4.3半夹心结构有机金属笼状化合物425

7.4.4半夹心结构有机金属化合物促进碳-氢键活化及其后反应研究430

7.4.5有机金属框架化合物的性能研究432

7.5金属簇合物化学437

7.6过渡金属催化的（C—H键活化和脱羧反应：原子经济的合成路径454

7.6.1 C—H键的活化研究进展454

7.6.2脱羧反应研究进展466

参考文献475

第8章 团簇化学506

8.1富勒烯化学506

8.1.1富勒烯空笼506

8.1.2富勒烯包合物513

8.1.3富勒烯化学533

8.2多金属氧酸盐簇合物555

8.2.1缺位导向合成555

8.2.2协同导向合成558

8.2.3导向组装与设计合成564

8.2.4簇笼上的第二取代反应568

8.2.5基于多酸阴离子键连或模板的空旷骨架572

8.2.6多酸的有机功能化575

8.2.7现阶段多酸化学研究存在的问题与展望578

8.3后过渡金属氧簇合物化学579

8.3.1金属有机膦酸簇合物579

8.3.2羧基（醇胺）桥锰氧簇合物587

8.3.3其他后过渡金属氧簇合物595

8.3.4后过渡金属氧簇合物的组装597

8.4稀土-过渡金属簇合物化学602

8.4.1“金属配体”法合成稀土-过渡金属簇合物603

8.4.2阴离子模板法合成稀土-过渡金属簇合物604

8.4.3其他方法合成稀土-过渡金属簇合物607

8.4.4基于3d-4f簇合物为节点的配位聚合物组装607

8.4.5稀土-过渡金属异核氧基簇合物研究总结与展望611

8.5稀土簇合物612

8.5.1稀土簇合物的合成方法613

8.5.2羧酸类稀土簇合物614

8.5.3席夫碱衍生物类稀土簇合物616

8.5.4其他稀土簇合物617

8.5.5稀土簇合物为节点的配位聚合物618

8.5.6稀土簇合物研究总结与展望619

8.6主族元素氧簇化学619

8.6.1硼酸盐的模板合成620

8.6.2锗酸盐及硼锗酸盐的模板合成623

8.6.3锡氧簇的合成626

8.6.4金属有机锗酸盐的自聚合与诱导聚集629

8.6.5现阶段研究存在的问题与展望631

参考文献632

第9章 生物无机化学656

9.1重要金属酶的结构、功能、催化机理以及模型化合物构建656

9.2无机药物的设计、合成及其作用机制661

9.2.1抗肿瘤金属药物661

9.2.2抗糖尿病钒化合物664

9.3无机物与核酸的相互作用及功能调控的机制667

9.3.1金属化合物对人类端粒DNA的识别667

9.3.2稀土氨基酸配合物与核酸间的相互作用672

9.3.3碳纳米管与DNA的相互作用676

9.3.4铜锌超氧化物歧化酶及其模型化合物与DNA的相互作用681

9.4生物矿化683

9.4.1结晶调控及模拟684

9.4.2生物程序化组装及模拟691

9.4.3生物医学相关研究694

9.4.4生物启迪材料及仿生矿化696

9.5用金属组和金属蛋白质组学方法研究疾病相关的细胞金属代谢和稳态697

9.5.1金属组学研究中常用的方法698

9.5.2一些与健康相关的金属/准金属蛋白的研究703

9.5.3金属/类金属药物的临床应用704

9.5.4展望706

9.6稀土生物效应及其作用机制706

9.6.1稀土的活性物种706

9.6.2稀土的体内转运机制707

9.6.3稀土与一些重要蛋白质分子的作用707

9.6.4稀土促进细胞增殖和存活的分子机制709

9.6.5稀土毒性的分子机制711

参考文献712

第10章 物理与理论无机化学734

10.1理论方法在无机化学中的应用734

10.1.1化学键方法在无机材料中的应用734

10.1.2多金属氧酸盐结构化学规律性的理论探索739

10.1.3 DFT和MMDD方法在金属修饰纳米材料储氢研究中的应用747

10.1.4第一性原理在金属氧化物材料表面研究中的应用752

10.2无机基元相互作用及其结构化学规律755

10.2.1无机团簇的相互作用及其结构化学规律755

10.2.2羰基硼基元构建化学的理论研究760

10.3金属配合物发光材料设计中的理论与实验研究767

10.3.1金属配合物发光材料的实验研究767

10.3.2金属配合物发光材料的理论设计773

10.4无机材料的功能性设计及构效关系775

10.4.1层状类钙钛矿材料的结构及性能调控775

10.4.2无机晶体工程中的超分子异构和同构现象780

10.4.3光催化材料结构与性能的关系及光电转换过程机制的研究785

10.5溶液及固相无机反应机理研究791

10.5.1纳米、微米晶体无机材料的不同暴露晶面的调控机制792

10.5.2纳米阵列结构和中空结构的液固两相合成机制798

10.5.3中空微纳米结构的气固两相合成机制804

10.5.4单分散纳米晶的油-水两相界面法和液-固-溶液界面相转移与相分离法合成机制805

10.6展望808

10.6.1理论无机化学及其应用808

10.6.2溶液及固相无机反应机理研究809

10.6.3阐明表面/界面金属有机化学中化学反应的本质810

10.6.4无机物基元的相互作用及其结构化学规律811

10.6.5物理新方法与新技术在无机化学中的应用812

参考文献816

第11章 无机纳米化学840

11.1无机单分散纳米晶体的合成与组装840

11.1.1单分散纳米晶液相合成的基本理论841

11.1.2单分散纳米晶合成方法的建立842

11.1.3近年来单分散纳米晶合成方法取得的突破843

11.1.4无机单分散纳米晶体的组装与功能型超结构848

11.1.5挑战与展望853

11.2无机纳米材料的聚合物控制晶化与仿生制备853

11.2.1生物矿物的分布及种类854

11.2.2聚合物控制晶化854

11.2.3仿生材料合成与制备863

11.2.4结论与展望867

11.3贵金属纳米结构的调控合成、结构与性能868

11.3.1贵金属纳米结构调控的历史和意义868

11.3.2贵金属纳米结构及形貌概览868

11.3.3贵金属纳米结构调控合成思路870

11.3.4贵金属纳米结构材料的性能与应用874

11.3.5贵金属纳米结构研究展望877

11.4稀土纳米材料的调控合成、结构与光学性能878

11.4.1稀土纳米发光材料的研究进展879

11.4.2稀土纳米发光材料的研究展望887

11.5光功能无机纳米材料的合成及其在生物医学领域的应用888

11.5.1半导体量子点888

11.5.2纳米ZnO材料888

11.5.3金、银纳米簇889

11.5.4碳纳米材料889

11.5.5稀土上转换发光纳米材料890

11.5.6总结与展望894

11.6静电纺丝制备无机微纳米纤维895

11.6.1静电纺丝简介895

11.6.2电纺纤维的取向与排列897

11.6.3电纺纤维的二级结构899

11.6.4同轴静电纺丝法制备无机一维纳米结构901

11.6.5电纺无机纤维的应用908

11.6.6展望909

11.7多酸纳米材料的合成、功能化及应用探索910

11.7.1多酸功能化聚电解质纳米膜910

11.7.2纳米材料负载多酸药物的可控释放912

11.7.3多酸辅助可控合成碳纳米材料912

11.8 DNA纳米自组装技术914

11.8.1简介914

11.8.2霍利迪结915

11.8.3 DNA从稳定的分子结构基元到有序阵列916

11.8.4 “DNA折纸”艺术922

11.8.5 DNA纳米管924

11.8.6蛋白质或量子点等功能DNA阵列927

11.8.7 DNA纳米机器929

11.8.8 DNA纳米自组装技术展望935

11.9磁性纳米材料的化学合成、性质及其应用935

11.9.1纳米磁学936

11.9.2磁性纳米材料的化学合成937

11.9.3磁性纳米材料的磁学性能940

11.9.4磁性纳米颗粒的生物医学应用943

11.9.5磁性纳米颗粒的其他性质及应用944

11.9.6结论944

参考文献945

第12章 核化学与放射化学967

12.1核能放射化学967

12.1.1我国核能放射化学的研究现状968

12.1.2我国核能发展对核能放射化学的需求968

12.1.3快堆核能技术和聚变核能技术对核能放射化学的需求969

12.1.4核能放射化学研究中的问题和挑战970

12.1.5核能放射化学战略970

12.1.6核能放射化学展望971

12.2.环境放射化学971

12.2.1我国环境放射化学研究状况971

12.2.2我国的环境放射化学研究存在的问题972

12.2.3我国环境放射化学的战略需求973

12.2.4我国环境放射化学研究重点974

12.2.5环境放射化学战略975

12.2.6环境放射化学展望976

12.3放射分析化学976

12.3.1放射分析化学研究现状976

12.3.2放射分析化学研究战略977

12.3.3放射分析化学展望977

12.4放射性药物化学978

12.4.1单光子显像药物978

12.4.2正电子显像药物983

12.4.3放射性治疗药物988

12.4.4目前国内放射性药物研究存在的主要问题991

12.4.5放射性药物战略991

参考文献991