多酸

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多酸是指多个金属含氧酸分子,如钼酸钒酸等,通过脱水缩合含氧酸簇状化合物。其中心元素5族元素/6族元素为主,比如等,每个金属原子氧元素形成配位多面体(以六配位八面体为常见),然后各多面体通过公用氧原子形成较大的堆砌结构,即多酸类化合物。上述金属原子的配位多面体有很强的缩聚倾向,因此可以形成非常庞大的无机阴离子,例如{Mo368}分子、{Mo176}分子(如图)。

Mo176 small.gif

正因为这些金属原子的配位多面体有很强的缩聚倾向,多酸可以容纳个别的其它含氧酸多面体,形成其它复杂多酸结构(杂多酸)。元素周期表中大部分元素均可作为杂原子与前过渡元素组成杂多酸,如PO4-3四面体被12个钼氧六面体包裹形成如磷钼酸铵等分子。

多酸结构的稳定性也使得部分多面体被水解脱离,而其它原子仍然保持原有骨架,形成缺位多酸。缺位多酸有一个或多个空位,有较强的配位能力,能够与多种金属离子形成配位化合物。

杂多酸具有分子量大、体积大和笼状结构等结构特性。由于其笼状结构的稳定性,多酸通常具有强酸性。

多酸的应用[编辑]

  • 催化领域:由于其独特的结构,多酸同时具有酸性和氧化性,可用于酸催化反应和氧化还原催化反应等。根据假液相模型,多酸中的空隙又能够吸附底物和溶剂,为催化反应提供了反应场所。通过反应场进行分子识别,有助于提高催化反应的活性和选择性。目前,多酸可用于催化不饱和烃的水合反应、酯分解反应、烷基化与脱烷基化反应、环氧化物开环反应、醇醛缩合和醚化反应等。
  • 药物化学领域:多酸可用于抗病毒、抗癌等药物的合成。
  • 功能材料领域:多酸可用于纳米材料,非线性光学材料,固体导电材料和磁性材料的制备。


扩展阅读[编辑]