Transcript 基礎化學(二) 期末報告

奈米碳管
• 奈米碳管，與金剛石、石墨、富勒烯一樣，是碳的一種同素異
形體。
• 1991年1月由日本筑波NEC實驗室的物理學家飯島澄男發現的
• 是一種管狀的碳分子，相互之間以碳-碳結合起來，形成由六邊
形組成的蜂窩狀結構作為奈米碳管的骨架。
• 奈米碳管不總是筆直的，局部可能出現凹凸的現象，
• 奈米碳管的硬度與金剛石相當，卻擁有良好的柔韌性，可以拉
伸,可以利用奈米碳管製造輕薄的彈簧
• 奈米碳管的強度比同體積鋼的強度高100倍，重量卻只有後者
的1/6到1/7。奈米碳管因而被稱「超級纖維」
• 用在汽車、火車上作為減震裝置，能夠大大減輕重量
• 奈米碳管的熔點是目前已知材料中最高的。
• 巴克球的結構:
• C60 是由60個碳原子所組成，是由20個六角形和12
個五角形所圍成
• 外形像一顆英式足球，是目前已知對稱性最高的球
狀分子，也是除了石墨(graphite)及金剛石(diamond)
以外，第三個被發現的碳同素異形體(allotropic
form) 。
• 從幾何結構來看， C60是一個截角正二十面體，亦
即將正二十面體的每個凸角切掉大小適當的一塊，
這樣的結構共有32個面、60個頂點以及90條邊。
石墨烯（Graphene）
• 是一種由碳原子以雜化軌道組成
六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。
• 2004年，英國曼徹斯特大學物
理學家成功地在實驗中從石墨中
分離出石墨烯，證實它可以單獨
存在。
• 石墨烯目前是世上最薄卻也是最
堅硬的奈米材料，它幾乎是完全
透明的，只吸收2.3%的光。
奈米碳管
石墨烯
富勒烯
組成成分:
碳
碳
碳
形式:
管狀的碳分子
性質:
應用:
六角型呈蜂巢晶格的 球型、橢球型、柱型或
平面薄膜
管狀分子
硬度與金剛石相當， 導熱係數高達5300 在室溫下呈紫紅色固態
卻擁有良好的柔韌性， W/m·K(高於碳奈米 分子晶體
可以拉伸。
每個碳原子僅與相鄰的
管和金剛石)
常溫下其電子遷移率 三個碳原子鍵結
超過15000
具有三個δ鍵和一個π鍵
cm2/V·s(比奈米碳管 化學性質相當穩定
或矽晶體高)
電阻率只約10-6
Ω·cm(比銅或銀更低)
為目前世上電阻率最
小的材料。
性能優異的複合材料 單分子氣體偵測
護膚品
有機太陽能電池
石墨烯奈米帶
抗菌物質
光觸媒作用原理
重點整理
古柯鹼
咖啡因
俗名
可卡因
咖啡鹼
化學式
來源
製成品
C17H21NO4
C8H10N4O2
C7H8N4O2
C10H14N2
古柯葉
咖啡豆
可可樹
菸草
巧克力
香菸
特性
可口可樂、紅 巧克力、可可、
牛能量飲料、
碳酸飲料
麻醉藥
可可鹼
尼古丁
原名：菸鹼
無色或白色薄 無嗅，白色針 苦味的無色或 油狀液態物質
片狀結晶性粉 狀或粉狀固體
白色晶體
末或塊狀，味
苦，具舌麻痺
感
用途
醫學用之麻醉
藥品、絕大部
分國家都將古
柯鹼視為毒品
影響
阻礙腦部神經 心悸、腸胃不
傳遞質多巴胺、 適、腹瀉、胃
並影響正腎上 食道疾病(例:
腺素、血清素 胃酸逆流)、精
正常攝取…等 神疾病
溶於水與
否
是
提神飲料、
殺蟲劑、
精神作用藥物
是(微溶)
擴張支氣管,血
管之用藥
殺蟲藥、幫助
夜間發作的前
葉癲癇的患者
利尿、心肌刺
激、冠狀動脈
舒張及平滑肌
鬆弛、嘔吐
增加心臟速度
和升高血壓並
降低食慾，大
劑量引起嘔吐
以及噁心，嚴
重時人會死亡
是
是
何謂抗生素?
抗生素是微生物〈例如：放線菌〉的代謝
產物或人工合成的類似物，其主要用途是
抑制其他種類微生物的生長〈抑菌作用〉
或將它們殺死〈殺菌作用〉，而一般情況
下對其宿主不會產生嚴重的副作用。
由來
第一個被發現的抗生素是盤尼西林（青黴素），
提煉自青黴菌。
1928年英國科學家弗來明(Alexander Fleming)
最早在實驗中偶然發現青黴菌具殺菌作用。
原理
• 四種作用機制—
※主要是針對「細菌有而人（或其它高等動植物）
沒有」的機制進行殺傷
(1)抑制細菌細胞壁的合成（導致細菌破裂死亡，但
哺乳動物的細胞沒有細胞壁，不受影響。）
(2)與細胞膜相互作用（影響膜的滲透性）
(3)干擾蛋白質的合成
(4)抑制核酸的轉錄和複製
磺胺歷史
• 令人奇怪的是“百浪多息”只有在體內才
能殺死鏈球菌，而在試管內則不能。巴黎
巴斯德研究所的特雷富埃爾和他的同事斷
定，“百浪多息”一定是在體內變成了對
細菌有效的另一種東西。於是他們著手對
“百浪多息”的有效成分進行分析，分解
出“氨苯磺胺”。
磺胺類藥物
• 磺胺類藥物一般為白色或微黃色結晶性粉末，遇
光易變質，色漸變深，大多數本類藥物在水中溶
解度極低，較易溶於稀鹼，但形成鈉鹽後則易溶
於水，其水溶液呈強鹼性。
• 目前常被添加在牲畜的飼料中，餵食牲畜以預防
感染病症，其劑量經常被濫用，造成許多肉雞、
肉豬、肉牛、肉羊和乳製品中磺胺藥的殘留量過
高，並間接經由食物鏈，對人體造成威脅。
磺胺類藥物的一般結構
對氨基苯磺醯胺的結構
乙醯胺酚和阿司匹靈的比較
乙醯胺酚
抑止前列腺素 中樞神經
阿司匹靈
全身
消炎作用
無
有
抗凝血(預防
心臟病)
無
有
肝毒性
有
無