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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Item 貴金屬 (銅、銀) 嵌入第六族 (鉬、鎢) 與碲羰基團簇化合物之合成、結構、反應性及半導體性質之探討(2022) 石方俞; Shr, Fang-Yu由 Te 粉末、M(CO)6 (M = Mo, W) 和 Et4NBr 在 KOH/MeCN/MeOH 溶液下以不同比例反應可合成一系列新穎的多核含碲之第六族過渡金屬羰基化合物，[Te7Mo6(CO)20]4- (1)、[Te6Mo6(CO)15]4- (2) 與 [Te6W5(CO)12]4- (3)。X 光單晶結構分析顯示，化合物 1 為籠狀團簇物，而化合物 2 與 3 則以過渡金屬為中心連接外圍 Te 與過渡金屬羰基片段形成籃型與碗型化合物。當高負價化合物 1 與 1 當量的 [Cu(MeCN)4]+ 反應時，可成功獲得銅引入之籠狀化合物 [Cu@Te7Mo6(CO)20]3- (Cu@1)。若化合物 1 與 2 當量 [Ag(MeCN)4]+ 反應時，可獲得車輪型結構之氧化產物 [Te8Mo6(CO)18]2- (4)。此外，化合物 2 或 3 與 1 當量 [M'(MeCN)4]+ (M' = Cu, Ag) 反應時，皆可獲得雙銅或銀橋接兩個 Te6M5(CO)12 (M = Mo, W) 片段之高負價啞鈴型化合物 [M'2{Te6M5(CO)12}2]6- (M'= Cu, M = Mo, 5-Cu, W, 6-Cu; M'= Ag, M = Mo, 5-Ag, W, 6-Ag)。再者，當提高 [M'(MeCN)4]+ (M' = Cu, Ag) 之當量為 3與化合物 2 或 3反應，則可獲得一貴金屬橋接兩 Te6M5(CO)12 (M = Mo, W) 片段之化合物 [M'{Te6M5(CO)12}2]3- (M'= Cu, M = Mo, 7-Cu, W, 8-Cu; M'= Ag, M = Mo, 7-Ag, W, 8-Ag)，其中化合物 7-M' 及 8-M' (M' = Cu, Ag) 之外圍兩 Te6M5(CO)12 片段皆具額外的 M‒M 鍵。從 X 光電子能譜 (XPS) 與 X-ray 吸收近邊緣光譜 (XANES) 得知化合物 5-M', 6-M', 7-M' 及 8-M' (M' = Cu, Ag) 中貴金屬 (銅、銀) 原子的氧化態趨近於 0 價。重要的是，固態反射式 UV-vis 光譜顯示此系列含碲之多核鉬及鎢羰基團簇物具有低能隙 (0.75‒1.10 eV)，指出貴金屬引入後可有效調節其能隙，並表現出良好的半導體性質Item 含硒之過渡金屬 (鐵、銅) 聚合物的合成及物性與光降解有機物的反應性之探討(2020) 黃楷庭; Huang, Kai-Ting利用 [Et4N]2[SeFe3(CO)9] 及 [Cu(MeCN)4][BF4] 以當量比 1: 2 ，並分別與劑量的含氮配體 4,4’-dipyridine (dpy)、1,2-bis(4-dipyridyl)ethane (bpea) 或 4,4’-trimethylenedipyridine (bpp) 進行三組件 (three-components) 溶劑輔助研磨 (liquid-assisted grinding, LAG) 反應，可分別形成含硒之混合鐵銅羰基一維聚合物 [SeFe3(CO)9Cu2(L)3]n (L = 4,4’-dipyridine (dpy), 2)和[SeFe3(CO)9Cu2(L)]n (L = 1,2-bis(4-dipyridyl)ethane (bpea), 3; L = 1,2-bis(4-dipyridyl)ethene (bpee), 5)、二維聚合物 [SeFe3(CO)9Cu2(MeCN)(dpy)1.5]n (1), [SeFe3(CO)9Cu2(L)2.5]n (L = bpea, 4; L = bpee, 6) 和 [SeFe3(CO)9Cu2(L)2]n (L = 4,4’-trimethylenedipyridine (bpp), 8) 以及大環分子型化合物 [{SeFe3(CO)9Cu2}2(bpp)2] (7)。此系列聚合物亦可藉由溶劑輔助研磨方式 (LAG) 進行可逆的結構轉換。由固態反射式紫外/可見光光譜可得知聚合物 1─6 和 8 及化合物 7 皆具有半導體的特性。 基於聚合物 1─6 和 8 的半導體性質，欲利用其電子傳導特性進行光降解有機物。因此，本研究利用較穩定的聚合物2、4 和 8 對4-硝基苯酚 (PNP) 和甲基藍 (MB) 進行光照降解，實驗結果顯示聚合物 2、4 和 8 於水溶液中照射紫外至可見光波長的氙燈的條件下，可成功並快速的降解 4-硝基苯酚 (PNP) 和甲基藍 (MB)，顯示此系列聚合物具有優異的光降解活性。此外，本系列 Se‒Fe‒Cu 聚合物之Cu 金屬的氧化態，亦藉由高解析率 X-ray 光電子能譜 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 和 Cu K-edge X-ray 吸收近邊結構光譜 (X-ray absorption near-edge spectroscopy, XANES) 進一步驗證，其結果顯示於聚合物 1─6 和 8 中的 Cu 原子氧化態介於 CuI 和 Cu0 之間並接近 Cu0 的中間氧化態，顯示聚合物中含硒之三鐵金屬團簇可提供並傳遞電子至 CuI 中心並經由含氮配體使其電子可有效的傳遞。Item 含十六族元素之同核(釕)和異核(釕-銅/鉻-錳)金屬羰基團簇物之合成及反應性暨電化學、電子吸收光譜與理論計算探討(2014) 朱晏頤; Chu Yen-Yi1. E/Ru/CO (E = Se, Te) 系統之研究 利用 K2EO3 (E = Se, Te) 與 Ru3(CO)12 於氫氧化鉀甲醇溶液反應，可得到四面體化合物 [HERu3(CO)9]─，若將 K2EO3 (E = Se, Te) 與 Ru3(CO)12 以不同的莫耳比於甲醇溶液中加熱反應，則可得到八面體團簇物 [ERu5(CO)14]2─ 和[HSe2Ru4(CO)10]─ 以及新穎之多核團簇物 [Te4Ru8(CO)19]2─ 與 [(H)2Se4Ru6(CO)12]2─；若將反應溶劑改為混合乙腈與甲醇之溶液，則可得到高敏感性化合物 [E2Ru4(CO)10]2─。此外，錯合物 [HERu3(CO)9]─ 可進一步與Ru3(CO)12 反應擴核形成八面體化合物 [ERu5(CO)14]2─，若將其置於鹼性條件則轉換成化合物 [E2Ru4(CO)10]2─，再者，化合物 [E2Ru4(CO)10]2─ 可分別與 K2EO3 (E = Se, Te) 反應，繼續擴核成團簇物 [Te4Ru8(CO)19]2─ 和 [(H)2Se4Ru6(CO)12]2─。除此之外，本研究亦藉由理論計算進一步探討此系列團簇物之結構轉換。 2. Se/Ru/ROH (R = Me, Et) 系統之研究 含氫配子之硒釕八面體團簇物 [(-H)Ru4(CO)10Se2]─ 和 [(3-H)Ru5(CO)14Se]─ 分別與一氧化碳及二氧化碳於 ROH 溶液中反應，可成功將一氧化碳嵌入 ROH 之 C─O 鍵或將二氧化碳嵌入 ROH 之 O─H 鍵，生成新穎之多核團簇物[{(-H)Ru4(CO)10Se2}2{Ru2(CO)4(-1:1-OOCR)}]3─和[{(-H)Ru4(CO)10Se2}2{Ru2- (CO)4(-1:1-OOCOR)}]3─ (R = Me, Et)，藉由一系列實驗與理論計算加以驗證此選擇性嵌入的結果，係經由氫配子、多電子之釕金屬、帶電負性之硒原子以及團簇物之對稱性所結合之協同效應促使而成。本研究不僅提供捕捉一氧化碳及二氧化碳新的途徑亦首次發表含 RCOO─ 及 ROCOO─ 配子之硒釕團簇物之有效的合成方式。 3. Se/Ru/CuX (X = Cl, Br, I) 系統之研究 利用含硒之釕八面體化合物 [SeRu5(CO)14]2─ 與不同當量之鹵化亞銅於適當條件中反應可成功合成出一系列單銅蓋接八面體團簇物 [SeRu5(CO)14CuX]2─ (X = Cl, Br, I)、雙銅蓋接團簇物 [SeRu5(CO)14(CuX)2]2─ (X = Cl, Br)、雙銅橋接團簇物 [Se2Ru4(CO)10(CuX)2]2─ (X = Cl, Br, I)以及四銅橋接之雙八面體化合物 [Se2Ru10(CO)28Cu4X2]2─ (X = Cl, Br)。為探討此系列團簇物之轉換關係，將單銅蓋接化合物 [SeRu5(CO)14CuX]2─ 與 CuX 反應，可成功擴核成化合物 [SeRu5(CO)14(CuX)2]2─ (X = Cl, Br)，其亦可經由偶合反應繼續擴核成四銅橋接之雙八面體化合物 [Se2Ru10(CO)28Cu4Br2]2─，再者，若將 [Se2Ru10(CO)28Cu4X2]2─ (X = Cl, Br) 以MeCN為溶液於室溫反應，則可轉換成以八面體 Se2Ru4 為主體之化合物 [Se2Ru4(CO)10(CuX)2]2─。此系統亦搭配理論計算針對結構轉換、電化學分析及紫外可見光光譜進行系統化的探討，並進一步與已發表之含碲與釕團簇物比較。 4. E/Cr/Mn (E = S, Se, Te) 系統之研究 將硫或硒粉末與鉻及錳金屬羰基化合物於鹼性的甲醇溶液反應，可直接合成出混合金屬團簇物 [E2CrMn2(CO)9]2─ (E = S, Se)，而相似的碲化合物 [Te2CrMn2(CO)9]2─ 則藉由環狀化合物 [Te2Mn2Cr2(CO)18]2─ 進行合環反應得到。化合物 [E2CrMn2(CO)9]2─ (E = Se, Te) 可進一步與一氧化碳反應，得到一氧化碳嵌入並伴隨 Cr─Mn 鍵斷裂之四角錐化合物 [E2CrMn2(CO)10]2─，此外化合物 [Te2CrMn2(CO)10]2─ 具有兩個未成對電子，而 [Se2CrMn2(CO)10]2─ 則由光譜推斷其屬逆磁性物種。再者， [Te2CrMn2(CO)10]2─ 可與一氧化碳繼續反應並藉由Mn─Mn鍵斷裂形成錯合物 [Te2CrMn2(CO)11]2─。此系列團簇物之轉換關係、電化學分析及紫外可見光光譜亦藉由理論計算進行系統化的探討與比較。Item 含十六族(硒、碲)之過渡金屬(鐵、銅)聚合物的合成與小分子選擇性及物性之探討(2017) 何秉叡; Ho, Biing-RueySe,Te ‒Fe‒Cu‒p-DCB 系統 過去實驗室得一維單－雙股橋接 (singly-doubly linked) Z 字線型 (zigzag chain) 聚合物 [EFe3(CO)9Cu2(p-DCB)1.5]n (E = Te, 1a; Se, 1b)。另一方面，由固態反射式紫外光/可見光光譜可得知一系列含有客分子之聚合物 1a-S (S = toluene, m-xylene, p-xylene, ethylbenzene, pseudocumene, mesitylene, naphthalene) 之能隙範圍在 1.27‒1.41 eV，皆小於主體結構聚合物 1a (1.43 eV)，顯示皆具半導體特性。 Se‒Fe‒Cu 系統 利用零維分子型環狀化合物 [{SeFe3(CO)9Cu}2(bpp)2] (1) 加入含氮配子 4,4’-trimethylenedipyridine (bpp) 研磨後，可得二維聚合物 [SeFe3(CO)9Cu2(bpp)2] (2)。此系列聚合物之能隙範圍為 1.51-1.65 eV，皆具有半導體之特性，其熱穩定區間為 90 至 175 oC 之間。此外，當化合物 [SeFe3(CO)9Cu2(MeCN)2] 與混合硫/氮之有機配子 4,4'-dipyridyl sulfide (tdpy) 研磨得到一維聚合物 [SeFe3(CO)9Cu2(MeCN)(tdpy)2]n (7)。Item 混合過渡金屬 (鉻、鐵) 之十五族 (銻、鉍) 錯合物與含十六族 (硫、硒、碲) 三鐵羰基汞銅陰陽離子聚合物之合成與其反應性及物性之探討(2017) 張惟傑; Chang, Wei-ChiehE‒Cr‒Fe 系統 (E = Sb, Bi) 過去已發表之平面化合物 [E{Cr(CO)5}3]‒ (E = Sb, 1; Bi, 2) 皆具有缺電子之不飽和性質，因此本研究進一步針對其路易士酸性、與親核試劑反應的差異進行探討。研究結果顯示，化合物 1 能與極弱親核試劑水 (H2O) 反應得路易士加成物 [(HO)Sb{Cr(CO)5}3]2‒ (1-OH)，但化合物 2 則無反應。有趣的是，由高解析 X-ray 電子能譜 (HR-XPS) 得知化合物 1 之中心 Sb 原子氧化態為 0 價。當 2 與 [HFe(CO)4]‒ 反應時，可得四面體化合物 [{Fe(CO)4}Bi{Cr(CO)5}3]3‒ (2-Fe)。進一步以 2-Fe 與 [FeCp2][PF6] 反應會經過一中間物 [Bi{Cr(CO)5}2{Fe(CO)4}]‒ (3) 而後斷裂重組生成穩定產物 [{Cr(CO)5}2Bi2{Fe(CO)3}3]2‒ (4)。另一方面，化合物 1 與 [HFe(CO)4]‒ 反應則生成 [(H)Sb{Cr(CO)5}2{Fe(CO)4}]2‒ (1-Fe) 與 [(H)Sb{Cr(CO)5}3]2‒ (1-H) 之混合物。此外，當 1-Fe 與過量 HBF4 於室溫下反應，可得耦合 (coupling) 產物 [FSb2{Cr(CO)5}3{Fe(CO)4}2]‒ (6)。有趣的是，若將 1-Fe 與 1 當量 [CPh3][BF4] 於 ‒30 oC 下反應可得 [Sb2{Cr(CO)5}4{Fe(CO)4}2]2‒ (7)。若 1-Fe 與 [CPh3][BF4] 於室溫下反應，並提高 [CPh3][BF4] 之當量數，則可得到 6 與極少量 [(HO)Sb2{Cr(CO)5}3{Fe(CO)4}2]‒ (8)。推測化合物 7 為中間物，可進一步生成 F 或 OH 取代之化合物 6 與 8。最後，本研究藉由電化學及 density functional theory (DFT) 理論計算輔佐，探討此系列反應之機制及氧化還原行為。 E‒Fe-Hg-Cu 系統 (E = S, Se) 將 [PPh]4[SeFe3(CO)9] 及 Hg(OAc)2 以當量比 1: 2 於 −30 oC MeCN 中進行反應，可得 Hg 原子橋接兩個 SeFe3 團簇物之化合物 [PPh4]2[{(μ3-Se)Fe3(CO)9}Hg{(μ4-Se)Fe3(CO)9}] ([PPh4]2[2])。[PPh4]2[2] 進一步與過去已發表之銅一維聚合物 [{Cu(MeCN)2(dpy)}{BF4}]n (1) 利用液態輔助研磨 (liquid-assisted grinding) 方式進行陰離子交換反應，可形成團簇物 2 之結構異構物嵌入含混合一維及二維銅陽離子的聚合物 [{Cu(dpy)(MeCN)2}{Cu(dpy)1.5(MeCN)}{{(3-Se)Fe3(CO)9}2Hg}]n (4)。若以 [Et4N]2[{(3-S)Fe3(CO)9}2Hg] 與聚合物 1 利用研磨進行陰離子交換反應後，結晶可得含硫−銅進一步鍵結之配位聚合物 [{Cu(dpy)(MeCN)}2{(4-S)Fe3(CO)9}2Hg]n (3')。此外，進一步透過高解析 X-ray 電子能譜 (HR-XPS) 及 X-ray 吸收近邊緣結構光譜 (XANES)，探討 EFe3Hg-Cu (E = S, Se, Te) 系列聚合物之銅原子氧化態。並由晶體固態堆疊圖發現，此系列聚合物皆具有分子間 C‒H…O 氫鍵，進一步證實電子傳遞之現象。Item Exposure to Sublethal Concentrations of Copper Affecting Ion Balance in Tilapia Larvae (Oreochromis Mossambicus)(國立臺灣師範大學生命科學學系, 2005-06-??) 黃千倫; 吳淑美將孵化一天的吳郭魚(Oreochromis mossambicus)仔魚以0及100μg/L之銅處理11天，分別在0、l、3、5、7、12、24、48、96、120、168、240、264小時等不同之時間點，測定仔魚體內鈣及鈉離子含量的變化。結果顯示：當仔魚暴露銅水中，12小時內其體內之鈉離子尚無明顯之變化，但是12小時～11日之間，處理組顯著的低於對照組，從5～11日鈉離子之降低幅度趨緩，雖有回升但仍舊比對照組低，無法恢復正常之濃度，同時亦沒有死亡的現象產生。至於鈣離子之變化，在銅處理後第2～11日，處理組之仔魚體內鈣離子濃度開始顯著的低於對照組，隨著暴露時間之延長，處理組與對照組之鈣離子濃度的差距維持在一定之範圍，而且有再現性。我們推論在亞致死濃度之銅處理下之吳郭魚仔魚，於短時間內（12小時～2日）其鈣及鈉離子濃度處在一個調節階段，當延長銅暴露時間時。仔魚成長雖然受到抑制，但是它仍然可維持體內在低鈣(hypo-calcium)及低鈉狀態(hypo-sodium)下而存活在銅水中。