高分子材料化学基础1.ppt
《高分子材料化学基础1.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高分子材料化学基础1.ppt(90页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、高分子材料化学基础 弗 怖 搁 檀 遍 映 竿 沈 靠 杯 院 探 阐 桓 砌 膛 脂 码 泡 谚 昼 爱 用 薛 染 幅 欣 跌 借 桓 猛 虱 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 原子结构模型的演变 道尔顿原子模型: (1803年) 原子是实心球体 “葡萄干面包式”原子结构模型 带核的原子结构模型 核外电子分层模型 历程原子模型 汤姆生原子模型: (1897年) 卢瑟福原子模型: (1911年) 玻尔原子模型: (1913年) 量子力学模型: 残 龚 梆 界 没 繁 赫 泪 档 煞 惕 芹 仔 凌 矩 何 丑 撑 寸 茶 炙 乱 迭 赎 截 春
2、亚 澜 咱 惩 孔 眶 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 1803年,英国科学家道尔顿提出近代原子 学说,他认为原子是化学变化中不可再分 的实心球体。 般 衬 盲 颇 厄 汗 互 漫 疫 篱 漫 舍 麻 孪 首 酒 沧 氖 约 唤 扮 贷 弹 膀 氮 儒 钝 愧 财 凿 迁 套 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 汤姆生发现了电子,提出原子是 一个平均分布着正电荷的球,其 中镶嵌着许多电子,中和了电荷 ,从而形成了中性原子。 皿 镐 牛 持 粳 弯 余 沤 呜 秸 州 顾 断 啃 孔 旺 庇 鹿 旨 浆
3、挨 兢 意 的 屹 铸 桶 锐 社 疲 韶 冯 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 快 肆 富 咎 苟 迄 怀 翘 尽 书 涉 蛤 遮 沙 途 虑 艺 骚 半 蹲 合 拖 冗 剖 珐 瘦 涨 遁 穷 镭 莎 往 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 原子由原子核和电子构 成,电子在核周围做高 速运动,就像行星围绕 太阳运转一样。 萎 冲 菩 轮 穴 怒 颁 汗 背 拜 深 檬 傀 貌 孔 摘 戊 屯 秋 余 色 旭 婴 沈 漂 潘 旦 基 瘦 秸 盎 犯 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材
4、 料 化 学 基 础 1 丹麦物理学家玻尔 1913年,丹麦物理学家玻尔提出的原子结构 模型,他认为核外电子是分层排布的。 核外电子是分层排布的 渡 敬 祖 说 剂 坝 佰 泼 拒 鹊 蓖 诌 渺 轩 美 事 灾 趟 噬 与 每 店 宠 栅 滁 放 庶 羔 裸 瘫 宙 厅 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 电子云 四个量子数 1.主量子数n K,M,N,O,P 2.角量子数l s, p, d, f, 3.磁量子数m 等价轨道或简并轨道 4.自旋量子数ms 宿 壬 元 眺 皖 豌 急 清 议 岩 祷 所 劲 柞 蹄 戌 缺 成 断 逮 汉 娠 寡 净
5、 袋 汲 映 亚 诌 初 寸 筏 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 原子中电子的排布 基态原子中电子的排布原理 1.能量最低原理 体系的能量越低,其状态越稳定。 2.泡利不相容原理 在同一个原子中不可能有四个量子数完全相同的2 个电子。 3.洪德规则 电子将平行自旋分占尽可能多的等价轨道。 特例:全满、半满和全空的等价轨道最稳定。 剥 朝 朝 悄 署 厚 神 甜 抒 宴 累 胰 结 挛 赖 友 弛 迅 来 更 盔 钮 正 为 址 蛊 运 扰 掂 衅 霜 稚 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 原子核外电子
6、排布与元素 周期律 能级高低经验式 对于原子的外层电子来说,n+0.7l愈大 ,则能级愈高 对于离子的外层电子来说,n+0.4l愈大, 则能级愈高 物质结构p61作者:徐光宪,王祥云 宙 希 碧 了 尿 疚 踌 昧 悦 谋 滋 擒 兹 存 快 患 肢 炒 告 蚕 须 应 钞 祭 肝 镁 脐 峦 弹 必 踞 测 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 1同一主层中各亚层的能级顺序: n sn pn dn f 2同一亚层在不同电子层中的能级顺序: 1s2s3s 3同一原子中第三层以外的电子层中常出 现能级交错: 4s3d4p;5s4d5p; s5d4f6p;
7、 ns(n-1)d(n-2)fsp2杂化碳sp3杂化碳! 杂化轨道可形成键,如C-H、C-C、C-X、C-O、C-N等 。键是有机分子构成碳链或碳环的基础。 未参与杂化的p轨道可形成键,如C=C、C=O、CC、 CN等。 共价键的形成共价键的形成 位 晨 冷 圈 墩 身 蒜 猩 跃 夹 汝 齐 蚀 枯 夕 涂 若 虑 池 断 犊 吩 邓 沙 儡 痞 叼 琵 碳 蚀 烬 含 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 (3)(3)分子轨道法分子轨道法 分子轨道理论主要用来处理p电子或电子。 乙烯分子中有两个未参加杂化的p轨道,这两个p轨道可通过 线性组合(加加
8、减减)而形成两个分子轨道(轨道): 共价键的形成共价键的形成 薪 鸽 谷 娇 额 浇 恰 实 潜 腐 冕 疯 就 穗 整 恫 抱 皖 诡 帧 桓 涌 牡 夸 墒 砂 维 涩 邓 凌 驮 砍 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 () (*) 共价键的形成共价键的形成 石 阂 猴 足 傅 叶 像 涵 雏 断 浸 柳 邻 岁 砍 烘 意 事 竹 蚂 麦 衷 呵 胶 附 书 旷 亦 屠 摧 荡 劲 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 1.4.21.4.2共价键的基本属性共价键的基本属性 成键原子的平衡核间距。以nm
9、(10-9m)表示。 不同的共价键有不同的键长;(高P10表1-2) 例如:CC键长0.154nmCH键长0.109nm C=C键长0.133nmCO键长0.143nm 相同的共价键,处于不同的化学环境时,键长也稍有差异。 (袁P8表1-2) 一般地:键长越短,化学键越牢固,越不容易断开。 (1)(1)键长键长 共价键的基本属性共价键的基本属性 宅 京 孵 斗 寐 碧 斌 盛 蝗 譬 畔 钧 妖 绍 雾 史 涅 拳 狈 步 凳 唬 仪 绅 施 句 珊 檬 吻 旱 河 绵 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 (2)(2)键能键能 键能即键的平均解离能。
10、例如: 平均值:(423+439+448+347)4=414KJ/mol CH的键能为414KJ/mol。 化学键的键能越大,键越牢固。(P10表1-3) 共价键的基本属性共价键的基本属性 穗 摘 河 证 胶 蜘 缚 成 疥 诌 满 确 掳 据 嘴 必 仲 涧 乱 黔 纯 久 寂 顾 柬 酉 祁 哥 枫 瑟 犊 毕 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 (3)(3)键角键角 键与键之间的夹角。 键角与成键中心原子的杂化态有关,也受分子中其他原子的影响。 立体透视式的写法 共价键的基本属性共价键的基本属性 孤 帝 祝 猪 凤 怒 歉 驭 征 奖 籽 碍
11、控 予 游 蛛 候 蝶 冠 禄 薛 诲 花 儿 献 斗 膀 拟 健 蛊 档 浙 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 (4)(4)键的极性和诱导效应键的极性和诱导效应 键的极性是由于成键原子的电负性(P11表1-4)不同而引起的。 例如: 一般地: 成键原子电负性差大于1.7,形成离子键; 成键原子电负性差为0.51.6,形成极性共价键。 a.a.键的极性键的极性 共价键的基本属性共价键的基本属性 溢 忆 代 锌 楼 谨 辜 壹 六 纸 间 掀 缴 确 晶 弟 地 乙 甘 蓄 物 销 刨 楼 儿 执 管 刊 痔 踞 街 峙 高 分 子 材 料 化 学
12、基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 键的极性用偶极矩键的极性用偶极矩( (键矩键矩) )来度量:来度量: qdqd的单位:的单位:Cm(Cm(库仑库仑 米米) ) qq正、负电中心的电荷正、负电中心的电荷 dd电荷中心之间的距离电荷中心之间的距离 例:例:HClCHHClCH 3 3 ClCl 共价键的基本属性共价键的基本属性 遭 限 晾 楚 串 盼 诊 溢 自 成 带 肯 封 畦 伯 贸 悠 别 须 软 尹 唱 傣 腑 熔 绥 靡 积 蓟 骆 慰 札 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 b.b.分子的极性分子的极性 键的极性可引起分
13、子的极性,分子的偶极矩等于键的偶极矩键的极性可引起分子的极性,分子的偶极矩等于键的偶极矩 的矢量和。例如:的矢量和。例如: 分子的极性影响化合物的沸点、熔点和溶解度等。分子的极性影响化合物的沸点、熔点和溶解度等。 共价键的基本属性共价键的基本属性 煽 扔 息 粘 趾 骗 壹 炕 蒙 端 伶 搪 揣 乓 津 庇 暴 玛 监 截 诵 洗 之 储 硬 毫 锻 捧 雀 龄 缕 要 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 c.c.诱导效应诱导效应 由于成键原子的电负性不同而引起的分子中电子云的转移称为诱 导效应(Inductveeffect)。 例如,1-氯丁烷分
14、子中的氯原子有吸电子诱导效应(-I): 诱导效应的特点: 由电负性的不同而引起。 吸电子诱导效应-I;给电子诱导效+I; 沿-键传递,且随着碳链增长迅速减弱; 23个C以后,诱导效应几乎为零。 用直箭头表示诱导效应引起的电子云的转移方向。 共价键的基本属性共价键的基本属性 梗 宠 掩 朱 痴 矽 盅 葵 找 森 肉 咀 旁 鼎 观 椿 舍 著 猜 逗 杆 嘿 藤 诈 彝 嚣 五 糜 市 讣 瘤 铺 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 小小 结结 绝大多数有机物分子中都存在共价键。 共价键的键能和键长反映了键的强度,即分子的热稳定性; 键角反映了分子的
15、空间形象; 键的偶极矩和键的极化性反映了分子的化学反应活性和它们的 物理性质。 共价键的基本属性共价键的基本属性 镣 己 磐 宰 韭 园 灵 寅 权 戈 驯 孽 干 涸 刁 丫 与 抖 秽 拍 瞥 乔 芯 大 珊 嗣 剃 裙 制 铂 嘎 廖 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 共价键的断裂方式与有机反应的类型共价键的断裂方式与有机反应的类型 发生均裂的反应条件是光照、辐射、加热或有过氧化物存 在。 均裂的结果是产生了具有不成对电子的原子或原子团 自由基。 有自由基参与的反应叫做自由基反应或均裂反应。 均裂 共价键的断裂方式与反应类型共价键的断裂方式与
16、反应类型 炮 狠 容 束 蓬 皋 全 臭 脚 泽 匪 全 鄂 呼 热 反 惟 哟 彼 湖 辱 洋 泣 蜀 急 享 琳 绩 隘 落 捐 将 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 异裂异裂 发生异裂的反应条件是有催化剂、极性试剂、极性溶剂存在。发生异裂的反应条件是有催化剂、极性试剂、极性溶剂存在。 异裂的结果产生了带正电荷或负电荷的离子。异裂的结果产生了带正电荷或负电荷的离子。 发生共价键异裂的反应,叫做离子型反应或异裂反应。发生共价键异裂的反应,叫做离子型反应或异裂反应。 共价键的断裂方式与反应类型共价键的断裂方式与反应类型 省 有 贵 羊 傣 荷 儒
17、懦 骨 侨 擅 未 响 隔 滓 神 铃 钢 朝 壬 谨 擞 惑 潞 群 名 扶 眉 贯 躺 墅 又 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 周环反应:周环反应: 反应经环状过渡态,旧键的断裂和新键的生成同时进行。反应经环状过渡态,旧键的断裂和新键的生成同时进行。 例:例: 共价键的断裂方式与反应类型共价键的断裂方式与反应类型 磺 罪 凝 川 袭 炽 识 增 靳 恒 策 室 壶 脚 脸 蚊 杯 后 幼 诬 肚 钉 虚 取 享 冲 瞬 蜜 屯 芍 叔 守 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 有机反应的类型有机反应的
18、类型 共价键的断裂方式与反应类型共价键的断裂方式与反应类型 夸 擞 证 遍 份 七 密 涛 伎 融 搐 损 绍 登 詹 灼 巫 施 敞 辨 峡 匹 娠 但 萎 豪 搐 昧 鳖 岳 咱 玄 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 分子间相互作用力分子间相互作用力 例例1 1: 例例2 2: 偶极偶极- -偶极相互作用偶极相互作用 分子间相互作用力分子间相互作用力 虱 增 众 糠 或 殃 密 鸽 蘑 伸 蛰 间 尘 焙 垛 寻 恼 肯 盏 弹 廷 备 搞 胰 全 阳 症 玻 巡 休 片 藏 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学
19、基 础 1 VanderwaalsVanderwaals力力 由于分子或电子的运动而导致分子中电子云分布不均匀,产生的由于分子或电子的运动而导致分子中电子云分布不均匀,产生的 局部偶极称为瞬时偶极或诱导偶极。局部偶极称为瞬时偶极或诱导偶极。 瞬时偶极或诱导偶极间的相互作用力称为瞬时偶极或诱导偶极间的相互作用力称为VanderwaalsVanderwaals力。力。 范氏力主要存在于非极性分子之间。例如:范氏力主要存在于非极性分子之间。例如: 烷、烯、炔、苯、烷、烯、炔、苯、BrBr 2 2 、I I 2 2 等分子间力主要是范氏力。等分子间力主要是范氏力。 上述非极性分子的沸点较低,且上述非极
20、性分子的沸点较低,且b.pb.p随着分子量随着分子量 而而 。 分子间相互作用力分子间相互作用力 边 圾 逛 壹 蚁 馋 圈 呐 萝 圣 寅 肺 寐 舒 肯 芹 帐 冈 励 遏 挂 拔 之 狸 噬 幅 垄 通 码 留 铂 阅 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 氢键氢键 由氢原子和两个电负性很强的原子可形成氢键。例如: 氢键具有饱和性和方向性,但键能却远远小于普通的化学键。 作用力大小顺序: 普通化学键氢键偶极偶极作用力范氏力 1023KJ/mol2030KJ/mol 分子间相互作用力分子间相互作用力 陨 职 腰 忠 麻 欣 珍 帕 蒸 阐 驾 恩
21、汰 耻 幕 熏 绍 埔 饭 浙 逻 免 概 佃 酣 毡 铲 埠 互 零 永 安 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 有机化合物的分类有机化合物的分类 对有机物进行分类的目的是便于介绍和讨论有机化合物。 1.7.1按碳链分类 有机化合物的分类有机化合物的分类 锗 探 叠 夺 章 幂 端 汤 捉 救 睫 册 萍 弓 卸 协 杉 陀 孙 群 怨 光 寥 搭 将 讨 鬃 壹 娶 婉 亭 忆 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 高 分 子 材 料 化 学 基 础 1 按官能团分类按官能团分类 官能团官能团决定化合物典型性质的原子或原子团。决定化合物典型性质
22、的原子或原子团。 含有相同官能团的化合物具有相似的化学性质,是同类化含有相同官能团的化合物具有相似的化学性质,是同类化 合物。合物。 按官能团分类可将有机物分为:按官能团分类可将有机物分为: 烷、烯、炔、卤代烃、芳香烃、醇、酚、醚、醛、酮、醌、羧烷、烯、炔、卤代烃、芳香烃、醇、酚、醚、醛、酮、醌、羧 酸、羧酸衍生物、硝基化合物、胺、重氮和偶氮化合物、酸、羧酸衍生物、硝基化合物、胺、重氮和偶氮化合物、 杂环化合物杂环化合物等。等。 通常将以上两种分类方法结合使用。如:通常将以上两种分类方法结合使用。如:“ “开链烯烃开链烯烃” ”、“ “脂肪脂肪 酸酸” ”、“ “芳香胺芳香胺” 有机化合物的分
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高分子材料 化学 基础
链接地址:https://www.31doc.com/p-5931738.html