物質性質

亞硝酸鈉(Sodium Nitrite)

亞硝酸鈉(Sodium Nitrite)
國立臺灣師範大學化學系鍾長志碩士生一年級

人需要一個健康的身體,可是近年的食安問題卻排山倒海而來淹沒了我們的健康。我們可以藉由多了解這些食品的成分以及來源多做了解,來減低傷害。

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亞硝酸鈉(sodium nitrite) 化學式 $$\mathrm{NaNO_2}$$

亞硝酸鈉在日常生活中常被用來作為食品添加劑。亞硝酸鈉主要用於生肉、肉類食品、魚類等等,加入亞硝酸鈉在食品裡有著染色、保護顏色或是防腐的作用,有些國家禁止使用亞硝酸鹽類作為食品添加,有些國家卻仍被批准使用。

紫外–可見光光譜學

紫外–可見光光譜學 (ultraviolet–visible spectroscopy)
國立臺灣師範大學化學系碩士生洪嘉駿

有許多化合物會吸收紫外光或者是可見光,特別是擁有 $$\pi$$ 電子和非鍵結電子($$n$$ 電子)的化合物會吸收紫外光而激發電子躍遷到更高能階的化合物,我們利用此現象來發展成定性分析的技術之一。紫外-可見光光譜除了可以用來做為定性分析之外,還可以把朗伯-比爾定律(Lambert-Beer’s law)應用其中而用於定量分析。

靜電勢圖

靜電勢圖 (electrostatic potential maps)
國立臺灣師範大學化學系三年級黃仲楷

一、簡介:

靜電勢圖是非常有用的三維分子圖。使我們能夠想像分子的電荷分佈和分子電荷的相關性以及分子的大小和形狀。在有機化學預測複雜分子的時候,其所發揮的功用更可稱為無可取代的無價之寶。雖然有機化學家們很少使用此圖來互相溝通,但是對於正在學習有機化學的學生們而言,這可是常能提供相當大幫助的利器呢。因為要準確地表達分析分子的電子分布,是需要非常龐大的數據量才能達成的,因此靜電勢圖就成為了表達的最佳方式了。

二、定義:

簡單來說,靜電勢圖(electrostatic potential maps)就是將部分電荷(partial charges)的表示式轉化成3維空間、彩虹樣式的圖像。在這圖像中,利用色階以表達部分電荷-、+的面積,一般來說紅色代表的就是δ-,藍色則是代表δ+。如圖1:

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圖1:水分子的靜電勢圖。由圖可知愈紅即代表電荷愈負;愈藍則是愈正。

儲氫材料(Hydrogen storage material)

儲氫材料(Hydrogen storage material)
國立臺灣師範大學附屬高級中學學生蔡韶恬/國立臺灣師範大學附屬高級中學化學科陳昭錦老師

氫能具有乾淨、無汙染及熱值高等優點,安全的儲存和運輸是氫能利用的關鍵。儲氫材料(hydrogen storage material)是一類能可逆地吸收和釋放氫氣的材料,例如錯合物儲氫材料,其儲氫原理是,將鹼金屬和氫反應生成離子型氫化物,氫化物受熱又可分解放出氫氣。無機化合物氫化鋰 $$\mathrm{(LiH)}$$、胺基鋰 $$\mathrm{(LiNH_2)}$$、亞胺基鋰 $$\mathrm{(Li_2NH)}$$ 都是具有發展潛力的儲氫材料。

氧化銦錫(Indium Tin Oxide)

氧化銦錫(Indium Tin Oxide)
臺北市立第一女子高級中學二年級黃詩婷/臺北市立第一女子高級中學化學科江慧玉老師

一、透明卻能導電,是「透明電極」的材料

「透明電極」是液晶顯示器不可或缺的零件,因為液晶顯示器的構造,是在發光層的正前方設置電極。

一般而言,透明和導電是無法同時成立的。例如,普通的玻璃是透明的,但是它不導電;而金屬會導電,但是它不透明。

1954 年,德國的 G. Rupprecht 博士開發了透明電極。他在透明的「氧化銦」化合物中,添加 $$5$$~$$10\%$$ 的錫,成功地導電了。該化合物稱為 ITO(Indium Tin Oxide:氧化銦錫),幾乎所有的液晶顯示器都使用 ITO 的透明電極。

掌性(chirality)

掌性(chirality)
國立臺灣師範大學化學系胡婷嘉研究生

對掌性(chirality),又稱手性,是由希臘語的手這個字發展出來的,這些分子的特徵是他們在鏡子裡反映出來的鏡像和他們本身是不一樣、無法重合的分子。

若我們把右手拿去照鏡子,在鏡子裡出現的鏡像不會是右手而是左手,而右手和左手是無法重合的。所以左手和右手都是掌性化合物(chiral molecule),如圖一。左右手是一組異構物稱為鏡像異構物(enantiomers)。而有掌性分子就有非掌性分子(achiral molecule),他們的鏡像和本身是可以重疊的!像是椅子、球……等,如圖二。

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圖一、掌性為左右手無法重疊

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圖二、非掌性

矽酸鈉

矽酸鈉 (Sodium Silicate)
臺北市立第一女子高級中學三年級高穎全/臺北市立第一女子高級中學化學科周芳妃

從十九世紀初期開始,矽酸鈉就開始被應用到許多工業用途,舉凡清潔劑、膠黏劑水泥、陶瓷等材料的添加物或抗腐蝕配方,處處都有矽酸鈉存在。以下簡介矽酸鈉的結構、性質以及目前常見的應用:

(一)矽酸鈉的簡介:

含鈉矽酸鹽通稱矽酸鈉,通式為 $$\mathrm{Na_2(SiO_2)_nO}$$,偏矽酸鈉(sodium mestasilicate,$$\mathrm{Na_2SiO_3}$$)是其中一種常見的化合物,俗稱水玻璃或液態玻璃,有水溶液和固體兩種型態,偏矽酸鈉的純物質呈無色或白色,但是商用樣品會根據所含含鐵雜質的含量而呈綠色或藍色。

碳陽離子

碳陽離子 (carbocations)
國立臺灣師範大學化學系碩士班一年級翁于婷研究生

只要有學過有機化學的人,一定知道取代反應(substitution reaction),而講到取代反應就不免牽扯到 $$S_N2$$ 和 $$S_N 1$$ 的兩種反應,兩個反應的反應機構不同,所生出的產物也必然不同,而這個關鍵就在於碳陽離子的形成與否。

碳陽離子 (carbocations) 也叫做碳正離子 (英文為 carbonium ion 或 carbenium ion),這歷史要追朔到 1891 年 G. Merling 團隊的研究,他將溴(bromine)加入到環庚三烯 (cycloheptatriene)並且加熱得到一個晶體 $$\mathrm{C_7H_7Br}$$,卻猜測不出其結構,只知道此化合物具有芳香性 (aromatic)。

哈蒙德假說

哈蒙德假說 (Hammond Postulate)
國立臺灣師範大學碩士生二年級陳培杰

一、簡介

在發生化學反應時,由反應物轉變為產物的途中會經過一個過渡狀態,為反應過程中能量的最大值。所以過渡狀態變成產物、或者沿原途徑變回反應物不需要額外增加任何能量就可以達到,而且轉變過程會釋放出能量。哈蒙德假說(Hammond Postulate)則是利用過渡態與反應物和產物的能量關係來推測出該過渡態的狀態與反應物和產物的狀態何者較相似。

二、哈蒙德假說(Hammond Postulate)

在反應過程中,過渡狀態瞬間消失,沒有任何物理技術可以測得過渡狀態。

而化學反應是分子間發生化學鍵的斷裂或生成。因此科學家推論,過渡狀態應該是反應物的化學鍵發生了部分斷裂並且部分形成新的化學鍵擁有產物的特徵,為同時擁有部分反應物與部分產物的中間狀態。

哈蒙德假說:在化學反應中,過渡狀態最像能量跟他接近的穩定物質。

物質性質
暖暖包的原理

暖暖包的原理

暖暖包的原理
國立臺灣大學大氣科學所碩士生謝璨筑

市面上暖暖包的種類大致分為兩種,一種是鐵粉及食鹽製作的一次性暖暖包,顧名思義就是用過一次後就無法再利用了。它的發熱原理是鐵粉經搓揉之後,與空氣中的氧氣進行氧化作用,鐵粉經氧化生鏽而放出熱量,但鐵在有水時才容易進行放熱反應,所以通常會加入食鹽等容易吸收空氣中水分的物質使反應易於進行,達到保暖效果。

另外一種暖暖包的發熱機制是利用醋酸鈉在水裡面溶解度的特性。這種暖暖包中的醋酸鈉水溶液原是處於過冷(過飽和)狀態,暖暖包中有一小鐵片,當有外力按壓此小鐵片產生微小震動,過冷(過飽和)的醋酸鈉水溶液受到擾動,開始從不穩定狀態趨向穩定狀態,此時醋酸鈉開始結晶並釋放潛熱,暖暖包發揮其功效。

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