原子结构与键合精选PPT.ppt

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1、关于原子结构与键合第1页，讲稿共80张，创作于星期日2一、材料的定义一、材料的定义l上海磁悬浮列车上海磁悬浮列车l电磁铁、导轨电磁铁、导轨第2页，讲稿共80张，创作于星期日3南京长江三桥，仅桥塔用钢就达1.44万吨，总用钢量约10万吨，混凝土百万方，水泥约50万吨第3页，讲稿共80张，创作于星期日4苏通大桥长江第一桥。美国国家地理无与伦比的工程：共用钢材约25万吨，混凝土140万方，填方320万方。高300.4米的混凝土塔，拉索长达577米。第4页，讲稿共80张，创作于星期日5目前世界聚酯总产量约5000万吨，棉花产量约2000余万吨用于织物的纤维总产量约6000万吨，第5页，讲稿共80张，创

2、作于星期日6不粘锅钢铁特富龙（含氟碳氢树脂，如聚四氟乙烯CF4）第6页，讲稿共80张，创作于星期日7Ti6Al4V+羟基磷灰石涂层高氮不锈钢钴铬钼球头骨水泥（聚甲基丙烯酸甲酯）第7页，讲稿共80张，创作于星期日8第8页，讲稿共80张，创作于星期日9一、材料的定义材材料料是是人人类类用用于于制制造造物物品品、器器件件、构构件件、机机器或其他产品的那些物质。器或其他产品的那些物质。第9页，讲稿共80张，创作于星期日10二、二、材料是人类社会进步的里程碑材料是人类社会进步的里程碑1、旧石器时代旧石器时代 早在一百万年以前，人类开始用石头做工具，使人类进入旧石器时代。旧石器时代工具砍砸器（中国国家博物

3、馆藏品）第10页，讲稿共80张，创作于星期日112、新石器时代、新石器时代大 约 一 万 年 以 前，人 类 知 道 对 石 头进进 行行 加加 工工，使之成为精致的器皿或工具，从而使人类进入新石器时代新石器时代。第11页，讲稿共80张，创作于星期日12大约在9000年前，人类已发明了陶器。陶器的出现、不但用于器皿，而且成为装饰品，历史上虽无陶器时代的名称，但其对人类文明的贡献是不可估量的。第12页，讲稿共80张，创作于星期日133、青铜时代青铜时代在烧制陶器过程中，偶然发现金属铜和锡，从而使人类进入青铜时代。这是人类较大量利用金属的开始，也是人类文明发展的重要里程碑。第13页，讲稿共80张，

4、创作于星期日144、铁器时代铁器时代公 元 前1314世 纪 前，人 类 己 开 始 用 铁，3000年前铁工具比青铜工具更为普迫，人类开始进入了铁器时代。中国最早出土的人工冶铁制品约在公元前9世纪。到春秋(公元前770476年)末期，生铁技术有较大突破，遥遥领先于世界其他地区。长治县荫城镇春秋冶铁遗址中发现的农具“铁镈”。第14页，讲稿共80张，创作于星期日155、现代社会金属材料现代社会金属材料随 着 世 界 文 明 的 进 步，18世 纪 发 明 了 蒸 汽 机，19世纪发明了电动机，对金属材料提出了更高要求，同时对钢铁冶金技术产生了更大的推动作用。第15页，讲稿共80张，创作于星期日1

5、61854年和1864年先后发明了转炉和平炉炼钢使世界钢产量有一个飞速发展。如1850年世界钢产量为6万吨，1890年达2800万吨，大大促进了机械制造、铁道交通及纺织工业的发展。随之电炉冶炼开始，不同类型的特殊钢相继问世，如1887年高锰钢、1900年W18Cr4V高速钢、1903年硅钢及1910年奥氏体镍铬(Crl8Ni8)不锈钢等。在此前后，铜、铝也得到大量应用，而后镁、钛和很多稀有金属都相继出现，从而金属材料在整个20世纪占据了结构材料的主导地位。第16页，讲稿共80张，创作于星期日175、现代社会有机合成材料、现代社会有机合成材料19世纪末叶西方科学家仿制中国丝绸发明了人造丝世纪末叶

6、西方科学家仿制中国丝绸发明了人造丝1909年的酚醛树脂年的酚醛树脂(电木电木)1920年的聚苯乙烯年的聚苯乙烯1931年的聚氯乙烯年的聚氯乙烯1941年的尼龙等。年的尼龙等。目前世界三大有机合成材料目前世界三大有机合成材料(树脂、纤维和橡胶树脂、纤维和橡胶)年产量逾亿吨。年产量逾亿吨。第17页，讲稿共80张，创作于星期日185、现代社会陶瓷材料、现代社会陶瓷材料陶瓷本来用作建筑材料、容器或装饰品等。由于其资源丰富、密度小、高模量、高 硬 度、耐 腐 蚀、膨 胀 系 数 小、耐 高 温、耐 磨 等 特 点，到 了20世纪中叶，通过合成及其他制备方法，做出各种类型的先进陶瓷(如Si3N4，SiC、

7、ZrO2等)，成为近几十年来材料中非常活跃的研究领域，有人甚至认为“新陶器时代”即将到来。但由于其脆性问题难以解决，且价格过高，作为结构材料没有得到如钢铁或高分子材料一样的广泛应用。第18页，讲稿共80张，创作于星期日19第19页，讲稿共80张，创作于星期日205、现代社会复合材料、现代社会复合材料复合材料是20世纪后期发展的另一类材料。复合材料定义：两种或更多不同类型材料的混合复合材料种类：一般依基体分为高分子基、金属基、陶瓷基等天然材料很多是复合材料，人类很早就制造复合材料。第20页，讲稿共80张，创作于星期日21波音787首先在结构部分采用了复合材料，总复合材料用量达50%，而以前仅20

8、%。2008年投入使用第21页，讲稿共80张，创作于星期日22三、材料科学三、材料科学“材材料料”是是早早已已存存在在的的名名词词，但但“材材料料科科学学”的的提提出出只只是是20世世纪纪60年年代代初初的的事事。1957年年前前苏苏联联人人造造卫卫星星首首先先上上天天，美美国国朝朝野野上上下下为为之之展展惊惊，认认为为自自己己落落后后的的主主要要原原因因之之一一是是先先进进材材料料落落后后，于于是是在在一一些些大大学学相相继继成成立立了了十十余余个个材材料料研研究究中中心心。采采用用先先进进的的科科学学理理论论与与实实验验方方法法对对材材料料进进行行深深入入的的研研究究，取取得得重重要要成成

9、果果。从从此此，“材材料料科科学学”这个名词便开始流行。这个名词便开始流行。第22页，讲稿共80张，创作于星期日23四、四、“材料科学材料科学”的形成实际是科学技的形成实际是科学技术发展的结果术发展的结果首首先先、固固体体物物理理、天天机机化化学学、有有机机化化学学、物物理理化化学学等等学学科科的的发发展展，对对物物质质结结构构和和物物性性的的深深入入研研究究，推推动动了了对对材材料料本本质质的的了了解解；同同时时，冶冶金金学学、金金属属学学、陶陶瓷瓷学学、高高分分子子科科学学等等的的发发展展也也使使对对材材料料本本身身的的研研究究大大大大加加强强，从从而而对对材材料料的的制制备备、结结构构与

10、与性性能能，以以及及它它们们之之间间的的相相互互关关系系的的研研究究也也愈愈来来愈愈深深入入，为材料科学的形成打下了比较坚实的基础。为材料科学的形成打下了比较坚实的基础。第23页，讲稿共80张，创作于星期日24其其次次，在在材材料料科科学学这这个个名名词词出出现现以以前前，金金属属材材料料、高高分分子子材材料料与与陶陶瓷瓷材材料料都都已已自自成成体体系系，目目前前复复合合材材料料也也获获得得广广泛泛应应用用，其其研研究究也也逐逐步步深深入入。但但它它们们之之间间存存在在着着颇颇多多相相似似之之处处，对对不不同同类类型型材材料料的的研研究究可可以以相相互借鉴，从而促进学科的发展。互借鉴，从而促进

11、学科的发展。虽虽然然不不同同类类型型的的材材料料各各有有其其专专用用测测试试设设备备与与生生产产装装置置，但但各各类类材材料料的的研研究究检检测测设设备备与与生生产产手手段段有有颇颇多多共共同同之之处处许许多多加加工工装装置置的的原原理理也也有有颇颇多多相相通通之之处处，可可以以相相互互借借鉴鉴，从从而而加加速速材材料料的的发发展。展。第24页，讲稿共80张，创作于星期日25第第三三，许许多多不不同同类类型型的的材材料料可可以以相相互互替替代代和和补补充充，能能更更充充分分发发挥挥各各种种材材料料的的优优越越性性，达达到到物物尽尽其其用用的的目目的的。但但长长期期以以来来，金金属属、高高分分子

12、子及及无无机机非非金金属属材材料料自自成成体体系系，缺缺乏乏沟沟通通。由由于互不了解，不利于发展创新，对复合材料的发展也极不利。于互不了解，不利于发展创新，对复合材料的发展也极不利。尽尽管管从从材材料料发发展展需需要要和和共共性性来来看看，有有必必要要形形成成一一门门材材料料科科学学，但但是是由由于于各各类类材材料料的的学学科科基基础础不不同同，还还存存在在不不小小的的分分歧歧，特特别别是是无无机机材材料与有机材料之间分歧较大。料与有机材料之间分歧较大。第25页，讲稿共80张，创作于星期日26l根据以上所述，材料科学有三个重要属性；l多多学学科科交交叉叉，它是物理学、化学、冶金学、金属学、陶瓷

13、、高分子化学及计算科学相互融合与交叉的结果，如生物医用材料要涉及医学、生物学及现代分子生物学等学科；l与与实实际际使使用用结结合合非非常常密密切切的的科科学学，发展材料科学的目的在于开发新材料，提高材料的性能和质量，合理使用材料，同时降低材料成本和减少污染等；l材料科学是一个正在发展中的科学，不像物理学、化学已经有一个很成熟的体系，材料科学将随各有关学科的发展而得到充实和完善。第26页，讲稿共80张，创作于星期日27第一章原子结构与键合第一章原子结构与键合主讲：李怀勇主讲：李怀勇Email:Tel:15966290630QQ:第27页，讲稿共80张，创作于星期日28本章章节结构本章章节结构1.

14、1原子结构原子结构1.1.1物质的组成物质的组成1.1.2原子的结构原子的结构1.1.3原子的电子结构原子的电子结构1.1.4元素周期表元素周期表1.2原子间的键合原子间的键合1.3高分子链高分子链1.3.1近程结构近程结构1.3.2远程结构远程结构第28页，讲稿共80张，创作于星期日29本章学习重点与难点本章学习重点与难点1.4个量子数个量子数2.排布原则排布原则3.周期表周期表4.键及特点键及特点5.高分子链的结构高分子链的结构第29页，讲稿共80张，创作于星期日30哲学思考哲学思考物质是由什么组成的？物质是由什么组成的？第30页，讲稿共80张，创作于星期日31物质是由什么组成的物质是由什

15、么组成的l3000年前，古希腊的一个城市米利都的年前，古希腊的一个城市米利都的泰勒斯泰勒斯提出：万物都是由水聚散而成。提出：万物都是由水聚散而成。l古希腊最流行的是古希腊最流行的是四元素说四元素说：万物是由水，火、：万物是由水，火、空气、土组成。空气、土组成。l中国战国时期中国战国时期邹衡邹衡提出提出“五行说五行说”：宇宙是由：宇宙是由金、木、水、火、土组成。金、木、水、火、土组成。第31页，讲稿共80张，创作于星期日32物质是由什么组成的物质是由什么组成的l2460年前，埃利亚的年前，埃利亚的巴门尼德巴门尼德提出：宇宙是永远不变的基本粒子，像一个实心球，这个实心提出：宇宙是永远不变的基本粒子

16、，像一个实心球，这个实心球是永远不变的基本粒子，是永恒存在的。球是永远不变的基本粒子，是永恒存在的。l米利都的米利都的留基波留基波第一个提出第一个提出原子论原子论：一个整体由无数粒子组成，每个粒子是一个巴门尼德球，：一个整体由无数粒子组成，每个粒子是一个巴门尼德球，刚硬、立体而不可分割，所以称为原子。原子在空间移动，刚硬、立体而不可分割，所以称为原子。原子在空间移动，聚散成物。原子性质同一，形状与规模不同。聚散成物。原子性质同一，形状与规模不同。l2430年前的年前的德克里特德克里特提出：物质由原子组成，虚空而真空的空间给原子运动提供场所。提出：物质由原子组成，虚空而真空的空间给原子运动提供场

17、所。人类知识来源于物质原子对感官的影响。原子是同一的，原子的人类知识来源于物质原子对感官的影响。原子是同一的，原子的特殊组合是变换的。特殊组合是变换的。第32页，讲稿共80张，创作于星期日33物质的组成：物质的组成：第33页，讲稿共80张，创作于星期日341.1原子结构原子结构原子的电子结构原子的电子结构第34页，讲稿共80张，创作于星期日35四大量子数四大量子数l主量子数主量子数n -决定电子能量，与核平均距离。决定电子能量，与核平均距离。l轨道角动量量子数轨道角动量量子数li-给出电子在同一壳层内所处的能级给出电子在同一壳层内所处的能级l磁量子数磁量子数mi-给出每个轨道角动量子数的能级数

18、或轨道数。给出每个轨道角动量子数的能级数或轨道数。l自旋角动量量子数自旋角动量量子数si-给出电子不同的自旋方向。给出电子不同的自旋方向。第35页，讲稿共80张，创作于星期日36第36页，讲稿共80张，创作于星期日37电子排布规则电子排布规则l能量最低能量最低尽可能。尽可能。lPauli不相容原理不相容原理一个原子中不可能有运动状态完全相同的两电一个原子中不可能有运动状态完全相同的两电子子lHund规则。规则。尽可能尽可能原子序数大时，能级有重叠，有例外。这时就原子序数大时，能级有重叠，有例外。这时就要参考要参考能量最低能量最低原理。原理。第37页，讲稿共80张，创作于星期日38各原子轨道的图

19、像各原子轨道的图像l摘自摘自http:/winter.group.shef.ac.uk/orbitron/第38页，讲稿共80张，创作于星期日39各原子轨道形状各原子轨道形状1s第39页，讲稿共80张，创作于星期日402s第40页，讲稿共80张，创作于星期日412p第41页，讲稿共80张，创作于星期日423s第42页，讲稿共80张，创作于星期日433p第43页，讲稿共80张，创作于星期日443d第44页，讲稿共80张，创作于星期日454s第45页，讲稿共80张，创作于星期日464p第46页，讲稿共80张，创作于星期日474d第47页，讲稿共80张，创作于星期日484f第48页，讲稿共80张，创

20、作于星期日495s第49页，讲稿共80张，创作于星期日505p第50页，讲稿共80张，创作于星期日515d第51页，讲稿共80张，创作于星期日525f第52页，讲稿共80张，创作于星期日535g第53页，讲稿共80张，创作于星期日54N22s2s*第54页，讲稿共80张，创作于星期日55泡利泡利lWolfgangErnstPauli，(19001958)瑞士籍奥地利理论物理学家。瑞士籍奥地利理论物理学家。1900年生于奥地利维也纳。泡利在高中上学期间酷爱读书，那时就自学了爱因年生于奥地利维也纳。泡利在高中上学期间酷爱读书，那时就自学了爱因斯坦的广义相对论。高中毕业后，泡利去慕尼黑大学攻读理论物

21、理学，他斯坦的广义相对论。高中毕业后，泡利去慕尼黑大学攻读理论物理学，他的导师是理论物理学家索末菲（的导师是理论物理学家索末菲（A.Sommerfeld，18681951）。泡利在大学第四学期应导师之邀为义数学科学百科全书）。泡利在大学第四学期应导师之邀为义数学科学百科全书写了一篇关于相对论的文章，该文长达写了一篇关于相对论的文章，该文长达250页，还提出了自己的独到见解。该文至今仍为相对论的权威著作。爱因页，还提出了自己的独到见解。该文至今仍为相对论的权威著作。爱因斯坦读后对泡利的才智和能力给予了高度评价。斯坦读后对泡利的才智和能力给予了高度评价。l19221923年间，泡利在哥本哈根理论物

22、理研究所在玻尔指导下进行氢分子模型和年间，泡利在哥本哈根理论物理研究所在玻尔指导下进行氢分子模型和反常塞曼效应的研究工作。这段工作导致了他对不相容原理的发现。反常塞曼效应的研究工作。这段工作导致了他对不相容原理的发现。19231928年，泡利在汉堡大学担任教师，著名的泡利不相容原理于年，泡利在汉堡大学担任教师，著名的泡利不相容原理于1924年发表在年发表在关于原子中电子群闭合与光谱复杂结构的联系关于原子中电子群闭合与光谱复杂结构的联系一文中，该原理指出：原子中不可能有两个或两个以上的电子处于同一量子一文中，该原理指出：原子中不可能有两个或两个以上的电子处于同一量子态。这一原理使当时许多有关原子

23、结构的问题得以圆满解决，对于正确理解反态。这一原理使当时许多有关原子结构的问题得以圆满解决，对于正确理解反常塞曼效应、原子中电子壳层的形成、以及元素周期律都是必不可少的。泡利常塞曼效应、原子中电子壳层的形成、以及元素周期律都是必不可少的。泡利因此荣获因此荣获1945年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。l1958年年12月月14日，泡利在瑞士苏黎世逝世。在他的葬礼上，人们赞誉他是日，泡利在瑞士苏黎世逝世。在他的葬礼上，人们赞誉他是“理论物理学的良心理论物理学的良心”。第55页，讲稿共80张，创作于星期日56元素周期表元素周期表元素周期表元素周期表第56页，讲稿共80张，创作于星期日571.2 原

24、子间的键合原子间的键合第57页，讲稿共80张，创作于星期日58一、金属键一、金属键l典型金属原子结构：最外层电子数很少，即典型金属原子结构：最外层电子数很少，即价电价电子极易挣脱原子核之束缚子极易挣脱原子核之束缚而成为自由电子（非局域、而成为自由电子（非局域、非束缚）非束缚）l形成形成电子云电子云，金属中自由电子与金属正离子之，金属中自由电子与金属正离子之间构成键合称为金属键间构成键合称为金属键l性质：良好导电、导热性能，延展性好性质：良好导电、导热性能，延展性好第58页，讲稿共80张，创作于星期日59二、离子键二、离子键多数盐类、碱类和金属氧化物多数盐类、碱类和金属氧化物实质实质:金属原子金

25、属原子 带正电的正离子（带正电的正离子（Cation）非金属原子非金属原子 带负电的负离子（带负电的负离子（anion）性质：熔点和硬度均较高，良好电绝缘体性质：熔点和硬度均较高，良好电绝缘体特点：以离子而不是以原子为结合单元，要求正负离子相特点：以离子而不是以原子为结合单元，要求正负离子相间排列，且无方向性，无饱和性间排列，且无方向性，无饱和性第59页，讲稿共80张，创作于星期日60三、共价键（三、共价键（covalent bonding）亚金属（亚金属（C、Si、Sn、Ge），），聚合物和无机非金属材料聚合物和无机非金属材料实质：由二个或多个电负性差不大的原子间通过共用电子对而实质：由二个

26、或多个电负性差不大的原子间通过共用电子对而成成l特点：饱和性特点：饱和性 配位数较小，方向性（配位数较小，方向性（s s电子除外）电子除外）l性质：熔点高、质硬脆、导电能力差性质：熔点高、质硬脆、导电能力差第60页，讲稿共80张，创作于星期日61四、范德华力四、范德华力起源？起源？稳定的惰性气体也会液化、固化。稳定的惰性气体也会液化、固化。包括：静电力包括：静电力、诱导力和色散力诱导力和色散力1、静电力、静电力发生在具有极性的分子之间发生在具有极性的分子之间例如：水的蒸发例如：水的蒸发第61页，讲稿共80张，创作于星期日622、诱导力、诱导力发生在极性与非极性分子之间发生在极性与非极性分子之间

27、3、色散力、色散力非极性分子之间靠瞬时偶极间相互作用。非极性分子之间靠瞬时偶极间相互作用。特点：属物理键特点：属物理键，系次价键，比化学键弱，但，系次价键，比化学键弱，但能很大程度改变材料性质能很大程度改变材料性质为什么高分子往往没有气态？为什么高分子往往没有气态？第62页，讲稿共80张，创作于星期日63五、氢键五、氢键 极性分子键极性分子键 存在于存在于HF、H2O、NH3中中，在高分子中，在高分子中占重要地位，占重要地位，氢原子中唯一的电子被其它原子所共有氢原子中唯一的电子被其它原子所共有（共价键结合），裸露原子核将与近邻分子的负端相互（共价键结合），裸露原子核将与近邻分子的负端相互吸引吸

28、引氢桥氢桥 强度介于化学键与物理键之间，具有饱和性强度介于化学键与物理键之间，具有饱和性第63页，讲稿共80张，创作于星期日64六、各种结合键的特点比较六、各种结合键的特点比较 离子键、共价键和金属键都涉及到原子外层电子的离子键、共价键和金属键都涉及到原子外层电子的重新分布，这些电子在键合后不再仅仅属于原来的重新分布，这些电子在键合后不再仅仅属于原来的原子，因此，这几种键都称为化学键。相反，在形原子，因此，这几种键都称为化学键。相反，在形成分子键和氢键时，原子的外层电子分布没有变化成分子键和氢键时，原子的外层电子分布没有变化，或变化极小，它们仍属于原来的原子。因此，分，或变化极小，它们仍属于原

29、来的原子。因此，分子键和氢键就称为物理键。一般说来，化学键最强子键和氢键就称为物理键。一般说来，化学键最强，氢键和分子键较弱。，氢键和分子键较弱。第64页，讲稿共80张，创作于星期日651.3 高分子链高分子链l高分子材料：以高分子材料：以高分子链高分子链为基本组成单元为基本组成单元有机合成高分子材料第65页，讲稿共80张，创作于星期日66高分子链结构高分子链结构第66页，讲稿共80张，创作于星期日67一、结构单元的化学组成一、结构单元的化学组成1.碳链高分子碳链高分子 聚乙烯聚乙烯l主链以主链以C原子间共价键相联结原子间共价键相联结 加聚反应制得加聚反应制得l如如 聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，

30、聚甲基丙稀酸甲酯，聚丙烯聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚甲基丙稀酸甲酯，聚丙烯2.杂链高分子杂链高分子 涤纶涤纶l主链除主链除C原子外还有其它原子如原子外还有其它原子如O、N、S等，并以共价键联接，缩聚反应而得，等，并以共价键联接，缩聚反应而得，如聚对苯二甲酸乙二脂（涤纶）聚酯聚胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酚等如聚对苯二甲酸乙二脂（涤纶）聚酯聚胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酚等近程结构近程结构第67页，讲稿共80张，创作于星期日683.元素有机高分子元素有机高分子 硅橡胶硅橡胶 主链中不含主链中不含C原子，而由原子，而由Si、B、P、Al、Ti、As等元素与等元素与O组成，其侧链则有机基团，故兼有无机高分子和有

31、机高分子的特性，既有组成，其侧链则有机基团，故兼有无机高分子和有机高分子的特性，既有很高耐热和耐寒性，又具有较高弹性和可塑性，如硅橡胶很高耐热和耐寒性，又具有较高弹性和可塑性，如硅橡胶4.4.无机高分子无机高分子 二硫化硅二硫化硅l 聚二氯聚二氯氮化磷氮化磷l主链既不含主链既不含C C原子，也不含有机基团，而完全由其它元素所组成，这类元素的成原子，也不含有机基团，而完全由其它元素所组成，这类元素的成链能力较弱，故聚合物分子量不高，并易水解链能力较弱，故聚合物分子量不高，并易水解第68页，讲稿共80张，创作于星期日691.均聚物结构单元键接顺序均聚物结构单元键接顺序单烯类单体中单烯类单体中 除乙

32、烯分子是完全对称的，其结构单元在分子链中的键接方法只有一种外，其它单体因有不对称取代，故除乙烯分子是完全对称的，其结构单元在分子链中的键接方法只有一种外，其它单体因有不对称取代，故有三种不同的键接方式（以氯乙烯为例）：有三种不同的键接方式（以氯乙烯为例）：头头头头尾尾尾尾头头尾尾双烯类高聚物中，则更复杂，除有上述三种，还依双键开启位置而不同双烯类高聚物中，则更复杂，除有上述三种，还依双键开启位置而不同 二、高分子链结构单元的键合方式二、高分子链结构单元的键合方式第69页，讲稿共80张，创作于星期日70l2.共聚物的序列结构共聚物的序列结构l 按结构单元在分子链内排列方式的不同分为按结构单元在分

33、子链内排列方式的不同分为第70页，讲稿共80张，创作于星期日71三、高分子链的几何形态三、高分子链的几何形态不溶于任何溶剂，不溶于任何溶剂，也不能熔融，也不能熔融，一旦受热固化便一旦受热固化便不能改变形状不能改变形状热固性（热固性（thermosetting）第71页，讲稿共80张，创作于星期日72四、高分子链的构型（四、高分子链的构型（Molecular configurations）l链链的的构构型型系系指指分分子子中中原原子子在在空空间间的的几几何何排排列列，欲欲改改变变之之须须通通过化学键断裂和重组才行过化学键断裂和重组才行l由由单单体体的的异异构构类类型型（旋旋光光异异构构体体和和几

34、几何何异异构构体体）不不同同，高高分子链也表现出不同的构型分子链也表现出不同的构型第72页，讲稿共80张，创作于星期日73l旋光异构体（旋光异构体（stereoisomerism）l由烯烃单体合成的高聚物由烯烃单体合成的高聚物 在其结构单元中有一不对称在其结构单元中有一不对称C原子，故原子，故存在两种旋光异构单元存在两种旋光异构单元，有三种排列方，有三种排列方式式第73页，讲稿共80张，创作于星期日74有规律有规律第74页，讲稿共80张，创作于星期日75几何异构（几何异构（Geometrical isomerism）双烯类单体定向聚合时，可得到有规立构聚合物。但由于含有双键，且双键双烯类单体定

35、向聚合时，可得到有规立构聚合物。但由于含有双键，且双键不能旋转，从而每一双就可能有不能旋转，从而每一双就可能有 顺式顺式 反式反式 两种异构体之分，两种异构体之分，对于大分子链而言就有对于大分子链而言就有称为几何异构称为几何异构二甲基丁二烯二甲基丁二烯 二甲基丁二烯二甲基丁二烯 第75页，讲稿共80张，创作于星期日76一、高分子的大小（一、高分子的大小（Molecular Size）高分子的相对分子质量高分子的相对分子质量M不是均一的，具有多分散性不是均一的，具有多分散性平均相对分子质量平均相对分子质量远程结构远程结构第76页，讲稿共80张，创作于星期日77l高分子链中重复单元数目称为聚合度高

36、分子链中重复单元数目称为聚合度不仅影响高分子溶液和熔体的流变性质，不仅影响高分子溶液和熔体的流变性质，对加工和使用也有很大影响对加工和使用也有很大影响 。数均相对分子量数均相对分子量每链节的质量每链节的质量对力学性能对力学性能起决定作用，起决定作用，第77页，讲稿共80张，创作于星期日78二、高分子的形状（二、高分子的形状（Molecular shape）l主链以共价键联结，有一定键长主链以共价键联结，有一定键长d和键角和键角，每个单键都能内旋转（每个单键都能内旋转（Chain twisting）故高分子在空间形态有故高分子在空间形态有mn-1(m为每个单键内旋转可取的位置数，为每个单键内旋转可取的位置数，n为单键数目为单键数目)l统计学角度高分子链取统计学角度高分子链取 伸直（伸直（straight）构象几率极小，呈卷曲（构象几率极小，呈卷曲（zigzag）构象几率极大构象几率极大第78页，讲稿共80张，创作于星期日79三、影响高分子链柔性的主要因素三、影响高分子链柔性的主要因素高分子链能改变其构象的性质称为柔性高分子链能改变其构象的性质称为柔性第79页，讲稿共80张，创作于星期日2023/4/1感谢大家观看第80页，讲稿共80张，创作于星期日