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前 言
《大学化学》自 1986 年创刊至今已 10 年了,始终坚持以推动化学教育的科学研究和组织研究成果的交流;介绍化学科学发展、促进知识更新、深化教学改革和提高教学水平为办刊宗旨,得到了化学界广大师生的欢迎。尤其是杂志中“今日化学”栏目的文章,介绍了化学各分支领域研究动向,对广大师生拓宽知识面,丰富教学内容均有裨益。应读者的要求,经编委会研究决定,请本刊该栏目的文章作者对原稿稍作修改和补充,汇编成书出版, 作为 10 周年的纪念礼物,奉献给支持《大学化学》的各位作者、审者、读者。
本书按文章内容分 8 个部分编排,除无机化学、分析化学、有机化学与高分子化学、物理化学与物质结构四个分支学科前沿领域研究的介绍外,还有综述部分;化学与生命科学;化学与材料科学及近 10 年的诺贝尔化学奖获得者简介。本书文章的作者既有经验丰富、德高望重的化学界老前辈,又有年富力强、拼搏在科研、教学第一线的中年专家,也有才华初露的后起之秀。他们撰写的文章内容新颖、叙述深入浅出,既有很强的学术性,又具相当的科普性。本书可供大学和中学化学教师、本科生和研究生及其他领域的化学工作者阅读。纵览这些文章,可以启迪化学教育工作者思考面向当今科学技术的迅猛发展,化学教育要做怎样的改革、如何培养 21 世纪的化学人才、如何向非化学类专业人才普及现代化学知识;可以引导学生开阔视野,活跃思维能力,增强从事化学研究的兴趣和创新精神。
本书涉及的物理量的单位符号采用现行国际单位制,有些引文的图表数
据及波谱学中尚在使用的单位,如■、ppm,更换将涉及图形的变化,本书不得不按其原用单位介绍,在适当的地方加注了换算关系。
本书文章按刊登时间的先后进行编序,因篇幅所限,删去了全部文章的
摘要。本书的出版首先得到了原作者的许诺和热情支持,同时也得到了国家教
委高教司和北京大学出版社给予的支持和指导。在电脑排版、绘图、校对等
过程中,《大学化学》编辑部的同仁付出了艰辛的劳动。此外,孙德中、赵学范、段晓青、常燕生、陈立力、李凤金等也给予了很大的帮助,在此一并致以衷心的感谢。
本书的出版由于篇幅较大、时间较紧,难免存在疏漏或错误,恳请读者
批评指正。
《大学化学》编辑委员会
1995 年 11 月
内容简介
本书主要介绍当今化学各研究领域发展的状况,化学及其交叉学科互相渗透的有关前沿研究动向。全书共分 8 部分:①综述,②无机化学,③分析化学,④有机化学与高分子化学,⑤物理化学与物质结构,⑥化学与生命科学,⑦化学与材料科学,⑧1985—1994 年诺贝尔化学奖获得者简介。本书作者均为在化学界从事科学研究和教学工作的老年、中年和青年专家,他们撰写的文章内容新颖、叙述深入浅出。多数文章后给出参考文献,可供专业读者深入了解。
本书可作为大学和中学化学教师、本科生和研究生的教学参考书,也是其他领域化学工作者及管理人员,纵观化学研究现状和了解化学研究发展趋势的一本有价值的参考书。
今日化学
扫描隧道显微镜在表面化学中的应用①
白春礼
(中国科学院化学研究所北京 100080)
①刊于 1989 年第 4 卷第 3 期第 1 页
一 引言
1982 年,国际商业机器公司苏黎世实验室的葛·宾尼(Gerd Binnig) 博士和海·罗雷尔(Heinrich Rohrer)博士共同研制成功了世界第一台新型的表面分析仪器——扫描隧道显微镜( Scanning tunneling microscope,以下简称 STM)。它的问世,使人类第一次能够实时地观察到原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理化学性质, 对表面科学、材料科学、生命科学和微电子技术的研究有着重大的意义和广阔的应用前景,被科学界公认为是表面科学和表面现象分析技术的一次革命。为此,他们与电子显微镜的创制者恩·鲁斯卡(ErnstRuska) 教授一起荣获 1986 年诺贝尔物理奖。
与其他表面分析技术相比,STM 具有以下优点:
。平行和垂直于表面方向的分辨率分别可达
和 ,即可以分辨出单个原子。
,不需要用试差模体进行对比计算(如 LEED 等),因而可用于具有周期性或不具备周期性的表面结构。这种可以实时观测的性能非常有利于对表面反应、扩散等动态过程的研究。
,而不是体相的平均性质。因
此可以直接观测到局部的表面缺陷、表面重构、表面吸附体的形态和位置,以及由吸附体引起的表面重构等。
、大气、常温、低温等不同条件下工作,甚至样品可浸
在水、电解液、液氮或液氦中。不需要特别的制样技术并且探测过程对样品无损伤。这些特点非常适用于研究生物样品和在不同实验