化學系

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國立臺灣師範大學化學系座落於公館校區理學院大樓。本系成立於民國五十一年，最初僅設大學部。之後於民國六十三年、七十八年陸續成立化學研究所碩士班和博士班。本系教育目標旨在培養化學專業人才與中等學校自然及化學專業師資，授課著重理論及應用性。本系所現有師資為專任教授25人，另外尚有與中央研究院合聘教授3位，在分析、有機、無機及物理化學四個學門的基礎上發展跨領域之教學研究合作計畫。此外，本系另有助教13位，職技員工1位，協助處理一般學生實驗及行政事務。學生方面，大學部現實際共322人，碩士班現實際就學研究生共174人，博士班現實際就學共55人。

本系一向秉持著教學與研究並重，近年來為配合許多研究計畫的需求，研究設備亦不斷的更新。本系所的研究計畫大部分來自國科會的經費補助。此外，本系提供研究生獎助學金，研究生可支領助教獎學金（TA）、研究獎學金（RA）和部分的個別教授所提供的博士班學生獎學金（fellowships）。成績優良的大學部學生也可以申請獎學金。

本校圖書館藏書豐富，除了本部圖書館外，分部理學院圖書館西文藏書現有13萬餘冊，西文期刊合訂本有911餘種期刊，將近約3萬冊。此外，西文現期期刊約450種，涵蓋化學、生化、生物科技、材料及其他科學類等領域。目前本系各研究室連接校園網路，將館藏查詢、圖書流通、期刊目錄轉載等功能，納入圖書館資訊系統中，並提供多種光碟資料庫之檢索及線上資料庫如Science Citation Index，Chemical Citation Index，Chemical Abstracts，Beilstein，MDL資料庫與STICNET全國科技資訊網路之查詢。

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    理論計算探討乙醇於Rh/γ-Al2O3(110)表面上之吸附結構與脫氫的反應機構
    (2007) 賴盈任; Ying-Ren Lai
    利用periodic DFT的計算方法， 我們探討乙醇於Rh/γ-Al2O3(110)表面之吸附結構與分解路徑。相較於乙醇吸附於Rh上的結果，乙醇吸附於表面的鋁離子上具有較好的吸附能，然而此酸性性質的γ-Al2O3載體會幫助乙醇脫水形成乙烯，因此我們考慮了其他的吸附結構來探討乙醇的分解路徑。由乙醇以α碳端吸附於Rh原子上的結構作為起始架構，相繼的反應路徑為脫附兩個α氫原子;能障分別為2.59與7.35 kcal/mol。下一步驟的脫氫反應是脫附O-H之氫形成中間產物CH3C(a)O + 3H(a)，所需克服的能障為10.13 kcal/mol，由此中間產物斷去C-C鍵，所需克服的能障為12.06 kcal/mol，形成C(a)H3 + C(a)O + 3H(a)等中間產物吸附於表面，於此所計算的乙醇分解路徑，在實驗上有類似的觀察結果。
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    理論計算探討Rh/CeO2(111)表面上
    (2007) 劉士弘; Shih-Hung Liu
    隨著化石燃料的日漸枯竭，人們正在找尋可以替代石油的能源來源。而氫氣(H2)是目前較佳的燃料之一，將氫氣使用於內燃機引擎中，其燃燒產生的物質對環境是沒有污染性的。此外，氫氣也可以應用於H2/O2燃料電池的高效率發電方面，且具有相當的實用價值。乙醇可以當做是氫氣主要的來源之一，乙醇在合適的氧化物表面上時，加以合適的溫度，可以有絕佳的催化效果，而產生高效率的脫氫反應。在本文中，我們利用週期性的電子密度泛函理論的計算方法，探討乙醇在Rh/CeO2(111)表面上之可能的分解反應機構。結果發現，乙醇若以該分子的氧端吸附在Rh/CeO2(111)表面的Ce原子上，比起其他表面原子而言（例如Rh與O原子），將有著較高的吸附能。是故乙醇首先將會以該氧端吸附在Rh/CeO2(111)表面的Ce上，而形成CH3CH2O(H)–Ce(a)，再藉由接續的脫氫反應（斷去O–H以及H2C–H），計算所得能障分別為12.00以及28.57 kcal/mol，之後形成一個穩定六員環的中間物Rh–CH2CH2–Ce(a) (oxametallacycle)。此外，分別計算所脫附的氫原子在表面的不同原子上(Ce, Rh和O)，發現氫原子吸附在氧上有著最高的吸附能(Eads = 101.59 kcal/mol)。再者，該中間物會先在α-碳上接連斷去兩個C–H鍵而形成吸附中間物 Rh–CH2CO–Ce(a)，計算所得能障分別為34.26和40.84 kcal/mol。最 後Rh–CH2CO–Ce(a)將藉由斷去C–C鍵結(TSC-C ; Ea = 49.54 kcal/mol)而形成Rh–CH2(a) + 4H(a) + CO(g)的產物，最後這些產物在高溫下再產生脫附反應，而形成CH4(g) + H2(g) + CO(g)。 另一方面，我們在有水分子存在時之乙醇的脫氫反應能障相較於無水分子存在時，討探是否有降低的趨勢，結果發現有水分子的幫助，脫氫反應能障大致上有降低的趨勢。
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    含十六族元素(硫、硒、碲)與過渡金屬(鉻、錳、鐵)之團簇化合物的合成與反應探討以及化性與物性研究
    (2013) 詹昂; Ang Chan
    E–Cr (E = S, Se)系統 取硫粉末或是 SeO2 與 Cr(CO)6 於80 ~ 85 oC 下以2：3的比例在鹼性甲醇溶液中，加熱反應可得雙三角錐結構的 [HE2Cr3(CO)9]3– (E = S, 1a; Se, 1b)，有趣的是當 1a 或 1b 在 – 40oC 低溫且充滿 CO 的環境下，加入兩當量的醋酸，可分別得到 [E2Cr3(CO)10]2– (E = S, 1a; Se, 1b) 伴隨著氫氣的產生。進一步我們將 2a 和 2b 分別與兩當量的 KOH 溶於MeCN/MeOH中並加熱至80 oC ，可逆反應生成 1a 和 1b。另一方面Na2S 和Cr(CO)6 於90 oC下以莫耳比2: 3在甲醇溶液中反應36小時，可得化合物 2a，並有效的提生產率由20 %至54 %。 此外我們將1a 分別與有機鹵化物 RX (R = PhCH2，X = Br；R = Ph，X = I) 反應可得到化合物 [S4Cr5(CO)14]3– (3)，並伴隨著 Toluene 以及 Benzene的生成，相同地，1b 和 PhCH2Br 反應也可得到有機產物 Toluene，但與 PhI卻無反應發生。同時藉由理論計算對一系列化合物之電子結構、電化學進行分析與討論。 E–Mn–Fe (E = Se, Te)系統 取適量 E (E = Se、Te) powder 與 Mn2(CO)10 和 Fe(CO)5 及 [PPN]Cl 於75 oC下以莫耳比2: 1: 1: 1在1.66M KOH 甲醇溶液中反應，可得混和 Mn─Fe 的四角錐金屬團簇物 [E2Mn2Fe(CO)9]2– (E = Se, 1; Te, 2)，有鑑於 X-ray 上無法分辨錳和鐵原子，因此利用密度泛函數理論 (Density Fuctional Theory) 進行分子的紅外線光譜模擬，證實此四角錐之底部四邊形是由 E2Mn2 以對位的形式構成，頂端蓋接 Fe(CO)3 片段。 再者，將四角錐錯合物1 分別與一當量 Fe(CO)5 和 Mn2(CO)10與適量 KOH 溶於 CH2Cl2/MeOH 下進行擴核反應，可得到不同金屬比例的八面體形結構化合物 [Se2Fe2Mn2(CO)11]2– (3) 和 [Se2FeMn3(CO)11]2– (4) 。化合物4亦可由 [Se2Mn3(CO)9]– 於冰浴下與一當量 [HFe(CO)4]– 進行擴核反應得到。進一步藉由理論計算對一系列混和錳鐵化合物之電子結構以及電化學進行分析與討論。 E–Cr–Fe (E =S, Se, Te)系統 取適量 S powder與 Cr(CO)6 和 Fe(CO)5 及 [PPN]Cl 於85 oC下以莫耳比1: 1: 1: 2 於2 M KOH 的甲醇溶液中反應，可得到主族為硫且混和鉻和鐵的八面體結構化合物 [S2Cr2Fe2(CO)12]2– (1)。將主族改變為硒，並將莫耳比改為1: 1: 1: 2，可得到一混和鉻鐵團簇化合物 [Se2CrFe3(CO)11]2– (2)，根據 X-ray 單晶繞射分析顯示1和2均為八面體構形且E (E = S, Se) 原子分別蓋接在 M4 (M = Cr or Fe) 金屬環上方以及下方，但若將主族改變為碲，而莫耳比改為2: 1: 2: 2，卻得 arachano 錯合物 [Te2CrFe2(CO)10]2– (3)，X-ray 單晶繞射分析顯示結構 3 底部為一蝴蝶構形的Te2Fe2(CO)9，再由一Cr(CO)4 片段橋接在Te2 上。進一步我們將化合物 2 於80 oC 1 M KOH的甲醇及乙氰溶液中反應可得到雙三角錐化合物 [Se2Cr2Fe(CO)9]2– (4). 並藉由理論計算對一系列混和鉻鐵化合物之電子結構以及電化學進行分析與討論。 關鍵字: 16 族元素、團簇化合物、錳、鉻、鐵、氫氣、電化學。