理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    第十六族碲與過渡金屬(Cr、Mo、Mn)金屬團簇化合物之合成與化性和物性研究
    (2007) 陳佩琪
    [1] 碲(Te)-鉻(Cr)系統的研究 將 [Te{Cr(CO)5}3]2-與HBF4或O2反應,會迅速反應生成已知的平面型化合物 [Te2{Cr(CO)5}4]2- (1),而與有機試劑ClH2C(C6H4)2CH2Cl反應則可得到新的雙聚合化合物 [H2C(C6H4)2CH2Te2{Cr(CO)5}6]2- (2)。利用 HgCl2 分別與 [Te{Cr(CO)5}n]2- (n = 2, 3) 進行反應,可成功合成出以汞橋接之雙聚合金屬團簇化合物 [HgTe2{Cr(CO)5}n] 2- (n = 6, (3); n = 4, (4)),化合物 3 亦可藉由化合物 4 與 HgCl2 試劑反應而獲得。將 [Te{Cr(CO)5}3]2- 更進一步與 Se powder反應,可成功得到一開放型結構化合物 [SeTe{Cr(CO)5}3]2- (6)。此外,我們針對新的化合物與相關的化合物做一系列的比較,並藉由分子軌域理論計算更深入探討其結果。 [2] 碲(Te)-鉻(Cr)-錳(Mn)系統的研究 將化合物 [Te2Cr2Mn2(CO)18]2- (7) 於鹼性丙酮與甲醇混合溶劑中,加熱迴流,可得一特殊混合鉻-錳金屬雙三角錐化合物[Te2CrMn2(CO)9]2- (8)。將化合物8 與 CO氣體於室溫下反應,可得到四角錐封閉型結構化合物 [Te2CrMn2(CO)10]2- (9)。化合物 9 於二氯甲烷溶劑下加熱迴流則進行逆反應而得到化合物 8。化合物8與 O2 氣體在二氯甲烷室溫下反應可生成化合物 9。將Cu(MeCN)4BF4 試劑與化合物 9 反應則得到化合物 8。此二化合物均符合18電子計算規則,然而經由SQUID磁性測量可發現,於室溫 (300 K) 時均呈現S = 1,即具有2個不成對電子,顯示出反鐵磁 (antiferromagnetism) 的現象。另外,我們也利用DFT理論計算來探討此現象。 [3] 碲(Te)-鉬(Mo)系統的研究 將 [Te2Cr3(CO)10]2- (10) 和Mo(CO)6的丙酮溶液加熱反應,不同的反應時間,可得到不同的結果:與4當量的Mo(CO)6 加熱反應2天,可得到包含2個hydride主結構為四面體新型化合物 [H2Te2Mo4(CO)12]2- (11);將反應時間縮短至1小時,則可得到開放結構混合金屬鉻、鉬新的化合物 [Te2CrMo3(CO)18]2- (12);將反應時間縮短至30分鐘,得到一已知開放結構化合物 [Te2Cr2Mo2(CO)18]2- (13)。將化合物 13 與2當量的Mo(CO)6於丙酮溶液中加熱反應可得到化合物11。而化合物10與4當量的Mo(CO)6於室溫下反應14 天,僅可得到已知化合物 13。另外,我們也利用DFT理論計算來佐證與推測實驗的過程。
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    含十六族 (硫、硒、碲) 與過渡金屬 (錳、鐵、銅、汞) 團簇化合物之反應性、電化學、電子吸收光譜及理論計算
    (2014) 傅怡瑄
    1. S/Mn/CO 系統之研究 利用 S powder 與 Mn2(CO)10 以莫耳比 2:1於 1 M 或 7 M 之 KOH/MeOH 溶液中反應,可分別得到 [S2Mn3(CO)9]─ (1) 及 [HS2Mn3(CO)9]2─ (2)。若將莫耳比改為 5:1 於 4 M 之鹼性溶液中,則生成多硫之錳錯合物 [Mn3(CO)9(-S2)2(-HS)]2─ (3)。此外,團簇物 1 可於 鹼性溶液中與 CO 或 S powder 反應轉換成錯合物 2 及 3。而團簇物 2 也可藉由加入 [Cu(MeCN)4]BF4 進行氧化反應轉換回團簇物 1 並伴隨氫氣生成,或於高溫下與 S powder 反應可形成錯合物 3。反之,錯合物 3 轉換回 2 則需於鹼性條件下外加 Mn2(CO)10 而成。有趣的是,若團簇物 2與 S powder 的反應改置於室溫下,可意外得到另一錯合物 [HMn3(CO)9(-S2)2(-S)]2─ (4)。錯合物 3 及 4 為同分異構物,且動力學產物 4 可經由加熱轉換成熱力學產物 3。除此之外,錯合物 3 也可與不同氧化試劑 (例如:MeI、CH2Cl2、Mn(CO)5Br、[Cu(MeCN)4]BF4) 反應,生成氧化物 [Mn3(CO)9(-S2)(-HS)(-S2Me)]─ (5)、[{Mn3(CO)9(-S2)2(-HS)}2(CH2)]2─ (6)、[S5Mn4(CO)12]2─ (7) 及 [S4Mn3(CO)10]─ (8)。上述化合物之生成、轉換及電化學亦藉由理論計算進一步驗證。 2. E/Fe/CO (E = S, Se, Te) 系統之研究 將一維含 Cu 聚合物 [{Cu(dpy)(MeCN)2}{BF4}]n (dpy = 4,4'-dipyridine) (1) 與含十六族混合 Hg 與 Fe 羰基團簇物 [Et4N]2[{EFe3(CO)9}2Hg] (E = S, [Et4N]2[2a];Te, [Et4N]2[2c]) 以莫耳比 2: 1 混合,利用液體輔助機械研磨方式 (liquid-assisted grinding, LAG) 分別可得到一維聚合物 [{Cu(dpy)(MeCN)}2{{SFe3(CO)9}2Hg}]n (4)及 [{Cu(dpy)(MeCN)2}2{{TeFe3(CO)9}2Hg}]n (5c);於相似條件下,當若將聚合物 1 與 [Et4N]2[{SeFe3(CO)9}2Hg] ([Et4N]2[2b]) 或 [Et4N]2[2c] 及 dpy 以莫耳比 2:1:0.5 進行研磨,可生成混合一維及二維骨幹之陰陽離子聚合物 [{Cu(dpy)(MeCN)2}{Cu(dpy)1.5(MeCN)}{{EFe3(CO)9}2Hg}]n (E = Se, Te)。此外,固態電子吸收光譜顯示 3、4、5b 及 5c 皆具有半導體性質,其能隙落在 1.36 ~ 1.67 eV 之間。再者,此系列聚合物之生成及光學性質進一步藉由理論計算佐證。 關鍵字: 團簇物、硫、硒、碲、錳、鐵、銅、汞