陈荣梁文平

( 国家自然科学基金委员会化学科学部 ，北京100085)

近几年中国无机化学在 国家自然科学基金 及其它基础项目的支持下， 基础研究 取得突出进展，成果累累，一批中青年专家的工作脱颖而出。有的专家在科研成果转化、产业化方面作出了突出成绩；有的专家在国际高水平的专业杂志Science,Accounts of Chemical Reserch,Angew.Chem.Int.ed.,J. Am. Chem. Soc.上发表了一批有影响的科学论文。以化学著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.和J. Am. Chem. Soc.为例，据不完全统计，近10年来，大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文44篇，其中无机化学领域的专家发表18篇，占41%。特别是近两年，大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文30篇，无机化学领域的专家发表16篇，占53%，增长迅速；近10年大陆学者在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文53篇，无机化学学者发表11篇，占20%； 有机化学 领域的专家，在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文8篇；在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文14篇，也表现出良好的发展势头。我们相信在国家自然科学基金的资助下，化学学科能够继续取得基础研究的突破，开创新领域，开展国际领先的独创性研究工作。无机化学的在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩：

1. 中国科技大学 钱逸泰 、 谢毅 研究小组在 水热合成 工作基础上在有机体系中设计和实现了新的无机 化学反应 ，在相对低的温度制备了一系列非氧化物 纳米材料 。 溶剂热合成 原理与水热合成类似，以 有机溶剂 代替水，在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280℃下将GaCl ₃ 和Li ₃ N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上，审稿人评价为“文章报道了两个激动人心的研究成果：在非常低的温度下苯热制备了结晶GaN；观察到以前只在 超高压 下才出现的亚稳的立方 岩盐 相。……”文章已被Science 等刊物引用60次。在 甲苯 中溶剂热共还原制成InAs，文章发表在J. Am. Chem. Soc.上；在KBH ₄ 存在下，在毒性低的单质As和InCl3反应制得纳米InAs，文章发表在Chem. Mater.上；在700℃下将CCl ₄ 和金属 Na 发生类似Wurtz反应制成 金刚石 ，该工作在Science上发表不久就被美国《化学与工程新闻》评价为“稻草变黄金”；用溶剂热合成了一维CdE(E=S, Se , Te ），文章发表在Chem. Mater.上；用金属Na还原 CCl4 和SiCl4在400℃下制得一维SiC纳米棒的工作发表在Appl. Phys. Lett.上，被审稿人认为这是一种“新颖的和非常有趣的合成方法，……将促进该领域更深入的工作”；多元金属硫族化合物纳米材料的溶剂热合成：如AgMS ₂ 和CuMS ₂ (M=Ga,In）的文章分别发表在Chem. Commum.和Inorg. Chem.；成功地将部分硫族化合物纳米材料的溶剂制备降至室温，其中一维 硒化物 的工作发表在J. Am. Chem. Soc. 和Adv. Mater.上；不定比化合物的制备和亚稳 物相 的鉴定：如Co ₉ S ₈ 等不定比化合物的溶剂热合成发表在Inorg. Chem.上，岩盐型GaN 亚稳相 的高分辨率 电镜 鉴定工作发表在Appl. Phys. Lett.上。

2. 吉林大学 冯守华 、徐如人研究组应用 水热合成技术 ，从简单的反应原料出发成功地合成出具有 螺旋结构 的M(4,4'-bipy) ₂ (VO ₂ ) ₂ (HPO ₄ ) ₄ (M=Co; Ni）。在这两个化合物中，PO4 四面体 和VO4N 三角双锥 通过共用 氧原子 交替排列形成新颖的V/P/O无机 螺旋链 。结构中左旋和右旋的V/P/O螺旋链共存。这些左旋和右旋的螺旋链严格交替，并被M(4,4'-bipy) ₂ 结构单元 连接，形成开放的 三维结构 。无机螺旋链的形成，归因于M(4,4'-bipy) ₂ 结构单元上的两个 联吡啶 刚性分子分别与两个相邻螺旋链上的钒原子配位产生的拉力。研究结果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2000,Vol. 39,No. 13,2325-2327。

鉴于在国际上无机水热合成前沿领域的系统和创新性研究工作， 吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室 冯守华 教授和徐如人院士2001年应邀为 美国化学会 《化学研究评述》（Accounts of Chemical Reserch）撰写 综述论文 。综述题目为“New Materials in Hydrothermal Synthesis” （Acc. Chem. Res.，34(3），239?/FONT>247，2001）。该文从以下七个方面系统地总结了新材料水热合成化学方面的研究成果：微孔 晶体 ； 离子导体 ； 复合氧化物 和复合 氟化物 ；低维 磷酸铝 ；无机/有机 杂化材料 ；特殊 聚集态 材料；材料，生命，环境与 社会问题 。

3. 南京大学 熊仁根 、 游效曾 等在 光学活性 类 沸石 的组装及其 手性拆分 功能研究方面设计和合成具有 手性 与催化功能的无机-有机杂化的多维结构，他们改性了光学活性的天然有机药物( 奎宁 ），以它作为 配体 同 金属离子 自组装构成了一个能进行光学拆分（或选择性的包合S-构型） 消旋 2-丁醇 和 3-甲基-2-丁醇 ，拆分率达98%以上的三维多孔类沸石。在成功设计这个类沸石时，我们主要考虑了以下一些因素：负一价 阴离子 的配体（排除了外部阴离子占据空洞的可能性）；配体具有大量的有机部分增强了 疏水性 ；同时也有 亲水基团 ，N、 OH 等基团共存于一个配体中 这样配体具有两性；多个 手性中心 （4个）。这是目前第一个能拆分的具有光学活性的类沸石，该工作被认为是非常重要和有意义的工作，发表在Angew. Chem. Int. Ed.,(2001,40,4422-4425）上，并被选为Hot Paper。

4. 中国科学院福建物质结构研究所 洪茂椿 、 吴新涛 等在纳米材料和 无机聚合物 方面的工作有30篇论文发表在国际高水平的刊物如Angew. Chem. Int. Ed.，J. Am. Chem. Soc.，Chem. Eur. J.，Chem. Comm.，Inorg. Chem.上，引起了国内外同行的广泛重视。

他们在纳米金属分子笼（ nanometer -sized metallomolecular cage）的合成，结构和性能研究方面考虑有机 桥联配体 与金属离子的 协同作用 和 结构调控 ，设计合成了一种含有机硫和氮的三齿桥联配体tpst，其中的 吡啶 环与中心隔离体通过柔性的 硫醚 联结. 通过tpst配体与两价的镍、钯或铂离子自组装反应，我们成功地构筑了具有Oh对称的 立方体 金属-有机笼子[Ni ₆ (tpst) ₈ Cl ₁₂ ]，其笼内体积超过1000?3，可以同时容纳多种离子和溶剂分子。该笼子在100° C下稳定并有12个较大的可变的窗口，可以让 小分子 进出笼子。这是目前已测定单晶结构的容量最大的一个金属-有机笼子（ J. Am. Chem. Soc. 2000,122，4819-4820）。

进行了具有大孔洞的新型金属¾ 有机类 分子筛 (New type of metal-organic macroporous zeotype) 的合成，结构和性能的研究。这一方面的研究工作主要集中在合成合适的有机 配体设计 合成孔洞大小和形状适宜的复合聚合物。他们把tpst 配体和一价的金属离子进行逐步组装，制成了一种具有纳米级管的一维聚合物[Ag ₇ (tpst) ₄ (ClO ₄ ) ₂ (NO ₃ ) ₅ ] _n ， 管中可以同时容纳离子和小分子。这是目前唯一的一种具有金属-有机的 纳米管 的一维聚合物。

他们还成功地构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn ₄ (OH) ₂ (bdc) ₃ }· 4(dmso) ₂ H ₂ O] _n ，其中孔洞的大小近一纳米。骨架的金属可以是具有 催化活性 的金属 团簇 。把多齿羧酸大配体与 稀土金属 和 过渡金属 离子反应，制成了多种含稀土金属和过渡金属且具有大孔洞的 一维 、二维和三维聚合物，[Gd ₂ Ag ₂ (pydc) ₄ (H ₂ O) ₄ ] _n [{Gd ₂ Cu ₃ (pydc) ₆ (H ₂ O) ₁₂ }.4H ₂ O] _n ，[{Gd ₄ Cu ₂ (pydc) ₈ (H ₂ O) ₁₂ }.4H ₂ O] _n ，[{Gd ₂ Zn ₃ (pydc) ₆ (H ₂ O) ₁₂ }.4H ₂ O] _n ，[{Gd ₄ Zn ₂ (pydc) ₈ 。

金属 纳米线 和金属-有机 纳米板 的合成和结构研究。设计合成了一些金属纳米线、金属-非金属纳米线和金属有机纳米板，应用 结构化学 研究手段，研究它们的自组装规律、 空间结构 、电子结构及其 物理化学 性能，探索空间结构与性质和性能的关系规律。

5． 北京大学 高松 研究小组在磁 分子材料 的研究方面取得了突出成果。外磁场依赖的特殊的 磁弛豫 现象。在水溶液中以1:1:1的 摩尔比 缓慢扩散K ₃ [M(CN) ₆ ] (M = FeIII,CoIII),bpym (2,2’-bipyrimidine) 和Nd(NO ₃ ) ₃ ，合成了第一例 氰根 桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H ₂ O) ₄ (CN) ₆ ]× 3H ₂ O，24个原子形成的大 六边形 环 分别以顶点和边相连，构筑成独特的二维拓扑结构。通过对结构相同的两个化合物的磁性 比较研究 ，确定了NdIII-FeIII间存在弱的 铁磁 相互作用。尽管在2K以上 未观察 到长程磁有序，零外场下变温交流 磁化率 也表现出通常的顺磁行为，但是，在外磁场（2kOe）存在时交流磁化率表现出慢的磁弛豫现象 与超顺 磁体 和 自旋玻璃 有类似之处。用该体系几何上的自旋阻挫给予了初步解释（Angew. Chem. -Int. Ed.,40(2),434-437,2001）。

金属簇合物为结构单元的 超分子组装 。以 混合稀土 盐 Dy (ClO ₄ ) ₃ 和 天冬氨酸 的水溶液 调节溶液的pH到大约6.5，合成得到了一个三维开放骨架结构的配位高分子 其孔径达11.78A。用天冬氨酸这个 二元羧酸 替代一元 氨基 羧酸的结果是，在生理pH条件下形成的 氨基酸 稀土 配合物 从分立的四核 立方烷 结构组装成三维的超立方烷（Angew. Chem.-Int. Edit.,39(20),3644-6,2000）。

氰根桥联的三维 铁磁体 。以以4d金属离子Ru(III) 稳定的的二氰根配合物[RuIII(acac) ₂ (CN) ₂ ]-为“建筑块”与3d金属离子Mn(II）反应，合成了一个氰根桥联的类 金刚石结构 的三维配位高分子。磁性研究表明，Ru-Mn间呈 铁磁性 作用，并且在3.6 K 以下表现出长程铁 磁有序 。这是第一例含Ru(III）的分子铁磁体。

缓慢扩散Cu(en)(H ₂ O) ₂ SO ₄ 的水溶液到K ₃ [Cr(CN) ₆ ]的水- 乙醇溶液 ，得到一个氰根桥联的结构新颖的三维配位高分子[Cu(EtOH) ₂ ][Cu(en)] ₂ [Cr(CN) ₆ ] ₂ ，磁性研究表明，Cr-Cu间呈铁磁相互作用，并且在57 K以下表现出长程铁磁有序。这是第一个结构和磁性表征的Cr-Cu三维分子磁体（Angew. Chem.-Int. Edit.,40(16),3031-3,2001; J. Am. Chem. Soc.,123,11809-10,2001）。

6． 清华大学 李亚栋 研究组在新型一维 纳米结构 的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准 层状结构 特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管，有关研究成果在美国化学会志上（J. Am. Chem. Soc. 123(40),9904~9905,2001）报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管，铋纳米管的发现为 无机纳米管 的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。

他们还设计利用人工合成的有机无机层状结构作为 前驱体 合成出金属 钨 单晶纳米线和高质量的WS2纳米管，并借助小角 X射线衍射 和 高分辨电镜 微结构分析 ，详细研究了由层状前驱体到纳米管的层状卷曲机制，为一维纳米线和纳米管的合成提供了新的方法和思路。这方面的工作发表在德国 应用化学 (Angew. Chem. Int. Ed. 41(2),333~335,2002）和美国化学会志(J. Am. Chem. Soc. 124(7),1411~1416,2002）上。

7 . 东北师范大学 王恩波 课题组对多金属氧簇的研究处于领先地位。在多金属氧簇晶体设计合成，多金属氧簇的 功能材料 方面都取得很好的成就。王恩波课题组的在国际的高端杂志上发表过多篇论文，如德国应用化学和美国化学会志等，引起了广泛的关注。

一维氧化物纳米线、带及管由于其广泛的应用情景而倍受重视。李亚栋等通过液相 反应途径 ，在较温和的条件下成功地合成了高质量的a 和b 二氧化锰 纳米线和纳米棒，同时实现了对产物成相的调控。此外，他们还合成出了单晶MoO ₃ 纳米带和 钛酸盐 纳米管。这方面的工作部分已发表在美国化学会志（J. Am. Chem. Soc. 124(12),2880~2881,2002）等杂志上。

无机化学在最近几年里所取得的突出进展主要表现在固体材料化学、 配位化学 方面，在某种程度上与国际保持 同步发展 。从传统的无机化学角度来看， 生物无机化学 和 放射化学 的研究则相对滞后。在国家自然科学基金委员会政策局、化学部和中国科学院化学部的共同支持下，2002年3月5-7日在深圳举行了生物无机化学发展 战略研讨会 。 会议分析 了国内外生物无机化学发展过程和在目前 生命科学 和 化学科学 交叉发展相互促进的强大动力和趋势。中国生物无机化学是在20世纪80年代开始发生发展的，当时落后于国际约10年。在国家自然科学基金委员会十几年连续支持下，在全体从事生物无机化学研究者的努力下，生物无机化学的研究10年内跃升了三个台阶，研究对象从生物小分子配体上升到 生物大分子 ；从研究分离出的生物大分子到研究生物体系；近年来又开始了对细胞层次的无机化学研究，研究水平逐年提高。中国在 金属配合物 与生物大分子的相互作用、 金属蛋白 结构与功能 、金属离子 生物效应 的化学基础，以及 无机药物化学 、 生物矿化 方面都有了相对固定的研究方向，研究队伍日益年轻化。但中国生物无机化学的总体水平与国际水平还有一定差距，究其原因是研究经费投入不足，研究周期较长，但最突出的问题是缺乏杰出的 青年研究 人才。放射化学的研究也表现出以上特点，其中最重要的也是要扶持年青的研究人才脱颖而出。