绪论及第一章后课件.ppt
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- 绪论 第一章 课件
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1、高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页高分子材料化学基础高分子材料化学基础林松柏、李云龙林松柏、李云龙高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页 前言前言 本课程简介本课程简介第一章第一章 物质结构基础物质结构基础第二章第二章 有机合物和高聚物的基本概念有机合物和高聚物的基本概念 第三章第三章 烃和碳链高聚物烃和碳链高聚物第四章第四章 含氧(硫)有机化合物与杂链高聚物含氧(硫)有机化合物与杂链高聚物第五章第五章 含氮(硅)有机化合物与杂链高聚物含氮(硅)有机化合物与杂链高聚物第六章第六章 构象异构和对映异构构象异构和对映异构(选讲选讲)第七章
2、第七章 杂环化物杂环化物(选讲选讲)第八章第八章 物理化学基础物理化学基础第九章第九章 表面现象与分散体系表面现象与分散体系第十章第十章 高聚物的合成反应高聚物的合成反应(选讲选讲)第十一章第十一章 高聚物的化学反应高聚物的化学反应(选讲选讲)目目 录录高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页前言前言 化学学科简介化学学科简介四四大大化化学学有机化学有机化学无机化学无机化学物理化学物理化学分析化学分析化学高分子化学高分子化学结构化学结构化学电化学电化学生物化学生物化学高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页本课程简介本课程简介课程组成课程组成
3、课程任务课程任务课程目的课程目的高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页第一章 物质结构基础 第一节 原子结构和元素周期律 第二节 分子结构和分子间力、氢键 第三节 晶体结构高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页第一节 原子结构和元素周期律1、构成原子的粒子、构成原子的粒子2、构成原子的粒子的性质、构成原子的粒子的性质3、原子结构模型、原子结构模型4、核外电子的特征及表征、核外电子的特征及表征5、元素周期律、元素周期律高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页原子原子核核外电子质子中子1、构成原子的粒子高分子材料高分
4、子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页构成原子的粒子电子原子核质子中子电性和电量1个电子带1个单位负电荷1个质子带1个单位正电荷不显电性质量/kg9.10910-311.67310-271.67510-27相对质量1/18361.0071.0082、构成原子的粒子的性质、构成原子的粒子的性质高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页3、原子结构模型(1)道尔顿模型()道尔顿模型(1803)(2)汤姆生模型()汤姆生模型(1904)(3)卢瑟福模型()卢瑟福模型(1911)(4)波尔模型()波尔模型(1913)(5)电子云模型()电子云模型(1935)高分子
5、材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页(1)道尔顿模型()道尔顿模型(1803)道尔顿认为:原子是一个坚道尔顿认为:原子是一个坚实不可分的实心球。实不可分的实心球。高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页(2)汤姆生模型()汤姆生模型(1904)汤姆生认为:原子上平均分布着正汤姆生认为:原子上平均分布着正电荷,还镶嵌着同样多的带负电荷电荷,还镶嵌着同样多的带负电荷的电子。的电子。高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页(3)卢瑟福模型()卢瑟福模型(1911)卢瑟福等人认为:原子中,带正电荷的卢瑟福等人认为:原子中,带正
6、电荷的核位于中心,质量主要集中在核上,电核位于中心,质量主要集中在核上,电子在不同轨道上运动。子在不同轨道上运动。高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页(4)波尔模型()波尔模型(1913)波尔等人认为:原子中,带正电荷的核位波尔等人认为:原子中,带正电荷的核位于中心,质量主要集中在核上,电子在一于中心,质量主要集中在核上,电子在一定轨道上绕核作圆周运动。定轨道上绕核作圆周运动。高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页(5)电子云模型()电子云模型(1935)现代物质结构学说认为:现代物质结构学说认为:设想核的位置固定,而电子并不是沿固定的
7、轨道设想核的位置固定,而电子并不是沿固定的轨道运动,由于不确定关系,也不可能同时测定电子的位置和速度。但我们可运动,由于不确定关系,也不可能同时测定电子的位置和速度。但我们可以用统计的方法来判断电子在核外空间某一区域出现的机会以用统计的方法来判断电子在核外空间某一区域出现的机会(概率概率)是多少。是多少。设想有一个高速照相机能摄取电子在某一瞬间的位置。然后在不同瞬间拍设想有一个高速照相机能摄取电子在某一瞬间的位置。然后在不同瞬间拍摄成千上万张照片,若分别观察每一张照片,则它们的位置各不相同,似摄成千上万张照片,若分别观察每一张照片,则它们的位置各不相同,似无规律可言,但如果把所有的照片叠合在一
8、起看,就明显地发现电子的运无规律可言,但如果把所有的照片叠合在一起看,就明显地发现电子的运动具有统计规律性,电子经常出现的区域是在核外的一个球形空间。动具有统计规律性,电子经常出现的区域是在核外的一个球形空间。高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页4、核外电子的特性和表征、核外电子的特性和表征特特性性波粒二象性波粒二象性测不准及几率分布测不准及几率分布表表征征四个量子数四个量子数 n,l,m,msPauli 不相容不相容能量最低能量最低高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页
9、5、元素周期律(1)核外电子排布周期性(2)原子半径周期性(3)元素化合价周期性(4)元素电负性周期性高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页(1)核外电子排布高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页原子的最外层电子排布高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页原子序数 电子层数 最外层电子数 达到稳定结构时的最外层电子数 12 310 1118 结论:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。123121818882原子的最外层电子排布高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末
10、页(2)原子半径高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页原子序数 原子半径的变化 310 1117 结论:随着原子序数的递增,元素原子半径呈现周期性变化。逐渐减小逐渐减小高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页(3)元素化合价高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页原子序数 化合价的变化 12 310 1118 结论:随着原子序数的递增,元素化合价呈现周期性变化。1015410高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页(4)元素
11、电负性周期性结论:随着原子序数的递增,元素化合价呈现周期性变化。高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化。这个规律叫做元素周期律。元素性质的周期性变化是元素原子的核外元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。电子排布的周期性变化的必然结果。高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页第二节第二节 分子结构和分子间力、氢键分子结构和分子间力、氢键一、价键理论一、价键理论1 化学键类型化学键类型2 共价键的概念共价键的概念3 共价键的特征共价键的特征4 共价键的键型共价键的键型
12、5.键参数键参数二、分子间力二、分子间力三、氢键三、氢键高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页一、价键理论一、价键理论1、化学键类型、化学键类型化化学学键键共价键共价键金属键金属键极极 性性 键键非极性键非极性键离子键离子键高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页2 共价键的概念共价键的概念 Lewis G.N.在在19161916年假定化学键所涉及的每一对电子处于两个年假定化学键所涉及的每一对电子处于两个相邻原子之间为其共享,用相邻原子之间为其共享,用A AB B表示表示.双键和叁键相应于两对或三对双键和叁键相应于两对或三对共享电子共享电
13、子.自旋方向相反的未成对电子互相配对可以形成共价键自旋方向相反的未成对电子互相配对可以形成共价键高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页3 共价键的特征共价键的特征 具有饱和性具有饱和性(是指每种元素的原子能提供用于形成共价键(是指每种元素的原子能提供用于形成共价键 的轨道数是一定的)的轨道数是一定的)结合力的结合力的本质是电性的本质是电性的 具有方向性具有方向性(是因为每种(是因为每种 元素的原子能提供用于形成元素的原子能提供用于形成 共价键的轨道是具有一定的共价键的轨道是具有一定的 方向)方向)H Cl例如例如:H O HN N高分子材料高分子材料首页首页 上一页
14、上一页 下一页下一页 末页末页键:重叠轨道的电子云密度沿键轴方向的投影为圆形,表明键:重叠轨道的电子云密度沿键轴方向的投影为圆形,表明 电子云密度饶键轴(原子核之间的连线)对称电子云密度饶键轴(原子核之间的连线)对称.形象的形象的 称为称为“头碰头头碰头”.键:重叠轨道的电子云密度饶键键:重叠轨道的电子云密度饶键 轴不完全对称轴不完全对称.形象的称为形象的称为 “肩并肩肩并肩”.4 共价键的键型共价键的键型 由于共价键在形成时各个原子提供的轨道类型不同,所以形成由于共价键在形成时各个原子提供的轨道类型不同,所以形成的共价键的键型也有不同的共价键的键型也有不同.例如:有例如:有 键,键,键和键和
15、 键等键等.本章本章只要求熟知前两种只要求熟知前两种.高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页5.键参数键参数(1)键能)键能E 以能量标志化学键强弱的物理量称键能以能量标志化学键强弱的物理量称键能(bond energy)。(2)键长)键长l 分子中两原子核间的平均距离称为键长分子中两原子核间的平均距离称为键长(bond length)。(3)键角)键角 分子中键与键之间的夹角称为键角分子中键与键之间的夹角称为键角(bond angle)。高分子材料高分子材料首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页 产生偶极的分子为极性分子产生偶极的分子为极性分子;不产生偶极
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