自由基物种的电子富裕或缺少程度以及极性效应是支配其反应性和选择性的关键因素。一般来说，自由基可以根据电负性、反应性能或得失电子后物种的稳定性等划分为亲核自由基和亲电自由基。本文着重介绍一系列常见碳原子中心自由基和杂原子中心自由基的亲核性或亲电性的分类原则和方法，同时提供若干合成化学中的具体应用实例。

晶体工程学是在超分子自组装基础上发展起来的，跨越晶体学、材料科学、合成化学的交叉学科。超分子手性晶体工程属于晶体工程学的一大分支，运用晶体工程学原理和方法设计手性超分子合成子，构筑出手性超分子晶体材料，并进一步探讨对映体选择性识别分离和催化方面的应用前景。

成功设计并通过水热法合成了一种具有功能性三维结构的镧系金属有机骨架Eu-4L，其配体为二苯胺四羧酸衍生物(H₄L)。Eu-4L的骨架中含有3D空腔，且其比表面积较高。Eu-4L不仅热稳定性较高，且在pH为3~11的范围内稳定性良好。Eu-4L可以作为荧光探针选择性识别稠环芳烃芘，其检测限为5 μmol·L^-1，具有较高的灵敏度，且具备可循环重复利用的特性。Eu-4L荧光识别芘的作用机理为稳态荧光识别机理。此外，对Eu-4L的荧光识别选择性、竞争能力也进行了详细地讨论。

轴手性化合物具有独特的手性结构，在不对称催化、医药、光电材料和天然产物等诸多领域具有重要应用。近年来轴手性化合物对映选择性合成取得了较大的研究进展，在手性轴的类型上除了传统的C—C轴和C—N轴以外，N—N轴、C—S轴、C—O轴和C—B轴手性化合物的不对称合成也取得了新的突破。本文综述了近年来各类轴手性化合物不对称合成的研究进展，并对该领域未来的发展方向进行了展望。

设计钯-手性磷酸接力催化体系，以邻碘苯胺和苯基烯丙醇为原料，通过“一锅三步”串联反应高效合成手性2-苯基四氢喹啉，实验无需中间体分离，降低了手性四氢喹啉的合成难度并提高反应经济性，与单一催化反应相比，协同接力催化具有操作简单、反应高效等优点。将协同接力催化的科学前沿引入本科实验教学，融入节能减排和绿色化学等课程思政元素，能拓宽学生的科学视野，激发其学习兴趣并提升创新能力。此外，实验涵盖格氏反应、Heck反应、亚胺缩合反应、不对称氢转移反应等理论知识以及薄层色谱、柱层析色谱、旋转蒸发仪、核磁共振仪、高效液相色谱仪、旋光仪等分析分离设备的操作使用，能综合提升学生的理论水平、实验技能和科学思维能力，促进科研与教学相融合。

为了探索AlN在光电器件的潜在应用，基于密度泛函理论，采用第一性原理计算了本征AlN和稀土元素La、Yb掺杂AlN体系的光电特性和磁性。计算结果表明：本征AlN的带隙为6.060 eV。掺入La和Yb后都在导带底产生了杂质能级，使得电子从价带到导带所需的激发能量更低，有利于光学跃迁，从而改善AlN的光学性能。Yb掺杂后自旋向上和自旋向下的价带发生了劈裂，说明Yb掺杂后产生了磁性。La、Yb替位掺杂AlN后，光吸收带边向左往低能方向移动，发生了红移现象。掺杂La和Yb后AlN体系的静态介电常数由4.63分别增大为5.14、280.44，说明掺杂之后增强了体系耐高压特性；静态折射率则由2.12分别增大为2.26、17.06，改善了AlN的光学性质。

有些消旋体结晶过程中的自发拆分会导致对映异构体单晶呈现不同的外观状态。本文总结并列举了根据外观辨识单一手性晶体的四种方式，包括：半面体面、宏观形态、偏光颜色和表面形貌。这些“以貌取人”的方法为探究手性化合物的结晶行为提供了重要的工具和见解。

无机物溶解性是元素化学教与学中的难点之一。本文选取教学中的代表性实例，通过分析、比较和归纳影响无机物溶解性的因素，对其进行本源性理解，建构一种便于学习者理解无机物溶解性的认识模型。基于“无机物溶解性”这一知识载体深入探讨“建构式”学习模式在元素化学教学中的应用。

卤代芳烃是非常重要的合成砌块，广泛应用于农用化学品、材料和药物等的合成。芳烃的亲电取代卤化反应是制备芳基卤化物最简单的方法，但是富电子芳烃的卤化反应存在区域选择性差的挑战。本实验采用自组装协同催化策略，以环己基苯溴化反应为模型反应，高选择性合成溴代芳烃，进而应用于卤代芳烃的高选择性合成。在加深学生芳烃亲电取代卤化反应的同时，也向学生传授自组装、协同催化和路易斯酸碱催化等重要知识，加深学生对亲电取代反应机理和离子型中间体的了解。实验主要由卤代芳烃的合成、机理探究及实验普适性三部分组成，包含多种有机实验基本操作，涉及反应监测、分离纯化、产物表征等多个重要环节，实验整体时长7小时，安全性高，可操作性强，适合本科实验教学开设。本实验秉持科研反哺教学的理念，将新的科研成果转化为人才培养内容，有助于提高学生的科研创新与实践能力。

Aldol反应是基础有机化学课程中的一个重点和难点内容。在教学实践中我们发现，通过一些基于Aldol反应可逆性原理的知识讲解和机理题目训练，能有效加深学生对Aldol反应的理解和认识，提升教学效果。本文我们分享了三个典型的基于可逆Aldol的重排反应案例，供各位教师和学生在教学和学习中作为参考。