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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date四川大学绿色化学习题答案第四章四川大学绿色化学习题答案第四章第四章作业题1. 由碳、硅元素的化学性质，试讨论用硅取代碳的可行性及硅取代物的优点？答：碳和硅都是4A族元素，因此，在化学性质上有相似性。与同族的其他元素一样，硅和碳都是4价元素，能形成四面体结构，能与碳形成稳定的化学键。硅取代碳后形成的衍生物是无毒的，尤其是与同族的锗、锡、铅的衍生物相比。因此，硅是唯一一个
2、能用作对碳作等电排置换的元素。另外，硅是自然界存量丰富，价格低廉，且可以各种形式出现的元素。2. 用辛醇-水分配系数表征有毒化学品毒性的一般准则是什么？答：辛醇-水分配系数是用来描述物质油溶性的，也是常用于股价有机化学品对水生生物独行的物理化学性质，logP通常能与生物活性很好地关联起来。一般来说，对于仅表现出麻痹型毒性的非离子有机物，在logP5时，其致死性和慢性毒性随油溶性成指数增大（不包括染料、聚合物、表面活性剂）；当logP5时，毒性随油溶性成指数减少，因此对生物活性降低；logP在58之间时，长期接触这类非离子型有机化合物呈现慢性毒性；logP8时，长期接触也不表现出毒性，因为此时水
3、溶性很差，化学品变得没有生物活性。（也有一些麻醉型毒物如脂肪醇、氯代苯、丙酮、二硫化物和一些“反应性”化学品如丙烯酸盐、酯等，在logP=6时仍时剧毒的。还有一些“反应性”化学品如脂肪胺、表面活性剂等，则到logP8时仍表现出剧毒性）。另一方面，logP很小的化学品由于没有足够的油溶性，因而不能进入水生生物的细胞膜，故没有生物活性。3. 除了辛醇-水分配系数，还有那些性质可以表征有毒化学品毒性？答题要点：水溶性、分子大小和相对分子质量等4. 从分子量、分子体积角度看，应该怎样设计更加安全的化学品？答：如果分子的所有其他性质均保持不变而仅是相对分子质量增大，其对水生生物的毒性就会减小。一般来说，
4、相对分子质量增大，毒性就会减少。相对分子质量达到1000后，其对水生生物的毒性就可忽略，因为这么大的分子不能扩散通过水生生物的呼吸膜。化学物质对水生生物的毒性也会随其分子提及的增大而减小，这也是因为体积大的分子不易穿过水生生物的呼吸膜。一般说来，相对分子质量大于1000的聚合物的体积也较大，另外一些横街直径较大的物质单体的体积也很大。一般，最小横截直径大于1纳米的分子不易于在水生生物呼吸器官中扩散和穿越。5. 可降解的化合物在化学结构和物理性质上有何特点？答：化学结构：（1） 具有水解酶潜在作用为的物质会增大其生物降解能力（比如酯，酶）；（2） 在分子中引入以羟基、醛基、羧基形式存在的氧会增大
5、其生物降解性。（3） 存在为取代的直链烷基（尤其是大于4个碳的直链）和苯环时，由于恪守氧化酶进攻，因而可增大其生物降解能力（4） 水中溶解度大的物质更容易生物降解（5） 相对低取代的化合物。物理性质：溶解度和分子尺寸等6. 常见可降解和不可降解的基团有哪些？答：可降解基团：（1） 具有水解酶潜在作用为的物质会增大其生物降解能力（比如酯，酶）；（2） 在分子中引入以羟基、醛基、羧基形式存在的氧会增大其生物降解性。（3） 存在为取代的直链烷基（尤其是大于4个碳的直链）和苯环时，由于恪守氧化酶进攻，因而可增大其生物降解能力（4） 水中溶解度大的物质更容易生物降解（5） 相对低取代的化合物。不可降解的
6、基团：（1） 卤代物，尤其是氯化物和氟化物（2） 支链物质，尤其是季碳和季氮或是极度分支的物质，如三聚或四聚丙烯（3） 硝基、亚硝基、偶氮基、芳氨基（4） 多环残基（比如多环芳香烃或稠环芳烃），尤其是超过三元的多环稠环或芳烃（5） 杂环残基，比如吡啶环（6） 高取代的化合物比低取代的化合物更不易降解7. 根据染料的基团特性，有机染料可分为几类？设计对水生生物更加安全的染料化学品要遵循怎样的原则？答：根据其基团特性，有机染料可分为四类：中性染料（非离子型染料），阴离子染料（带负电染料或酸染料），两性染料（分子中同时含有正电荷基团和负电荷基团）和阳离子染料（带正电荷）。要设计对水生生物更加安全的染料化学品要遵循以下原则：（1） 负离子数大于正离子数（电荷数）（2） 磺酸基优先于羧酸基（3） 尽可能使相对分子质量大于1000（4） 尽可能增大分子的最小横截面积-