乙烯与有机高分子材料(一
看清乙烯的电子结构、加成聚合机理与高分子链构象
按 空格/→ 演示下一步
全部页面点击任意一页,跳回舞台从这页播放
乙烯与有机高分子材料(一
看清乙烯的电子结构、加成聚合机理与高分子链构象
根据官能团和键型判断有机
上页我们讲了乙烯的 C=C 双键如何让它活泼起来。其实整个有机化学的反应规律都藏在这两个线索里:官能团和键型。看懂它们,判断反应类型就不再靠死记硬背。
齿形(官能团)决定能开什么锁;齿的锋利程度(键型)决定转得顺不顺
从结构式推断聚合物链节和
前页我们用双键识别烯烃——现在反过来:给你一段「-(CH₂-CH₂)ₙ-」的高分子链段,你能反推它由什么单体、多少个单元聚合而来吗?
纸带=单体(两端可扣),纸环=链节(环环相扣),纸环数=聚合度
用化学方程式表示有机反应
前面我们学会了识别官能团、推断聚合物链节。现在要问:怎么把一个有机反应「写出来」?——就像把建筑施工图上的拆墙建墙过程,翻译成一张可执行的施工单。
食材=反应物,火候/调料=条件,菜品=产物,油烟=副产物
取代反应
上页我们学会了如何写有机反应的化学方程式。现在开始具体看第一类反应——取代反应:从最简单的甲烷开始,看氢原子怎么被「替换」掉。
旧挂件取下、新挂件挂上,扣环(碳骨架)不动,只是位置被换
乙烯
前面学过用化学方程式表示有机反应和取代反应。现在锁定本章的「起跑线」分子——乙烯,整个有机高分子材料的故事都从这里开始。
σ键像扣紧的那半边,π键像虚掩的那半边——轻拉就开,对应π键易断
烯烃
上一页我们认识了乙烯——最简单的烯烃。如果把它的 C=C 双键保留,只延长碳链,得到的这一整族分子就是烯烃。催熟香蕉的乙烯、做塑料袋的丙烯都属于这一族。
双键像「空位」,H、X 等能加成上去;饱和烃则已坐满
不饱和烃
上页乙烯分子里那个 C=C 双键,让它的化学性质比乙烷活泼得多。这种含碳碳双键或三键的烃,就叫不饱和烃。
饱和烃每个碳都「坐满」了氢;不饱和烃还有「空位」,能再加新原子或基团
饱和烃(烷烃)
拧开燃气灶,蓝色火焰烧开一壶水——你用的燃料,其主要成分就是最简单的烷烃:甲烷。如果说烯烃是'不安分'的碳氢化合物,那烷烃就是'老实人',所有碳碳键都规规矩矩地单键相连。
每个碳的4个价键都坐满(C-C、C-H 单键),没有空位留给新乘客,所以难加成,但可换乘客(取代)
炔烃
烯烃的双键让两个碳靠得更紧,已经比烷烃活泼。如果再叠一道——变成三键,性质会有什么不同?工地切割金属的蓝色焊枪,背后燃料就是最简单的炔烃:乙炔。
三人跳绳时彼此间距更小,对应三键键长约 120 pm,比双键 134 pm 更短
芳香烃
从烷烃到烯烃再到炔烃,我们走过的都是碳原子手拉手排成的链。碳原子还能围成圈——苯就是六个碳围成正六边形的环,而这个环带来了链烃里完全见不到的特殊性质:芳香性。
6个π电子像菜被6个碳平分共有,不像普通双键那样固定在某一对碳之间
碳氢化合物(烃)
前几页我们分别认识了饱和烃、烯烃、炔烃、芳香烃——它们有个共同特征:分子里只有碳和氢。这一页,我们抽身出来看『烃』这个上位概念的全貌。
烃只借C、H两元素就拼写出万千有机物;其他有机物是『加了标点和偏旁』的扩展写法
链状烃和环状烃
已经认识的烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃……都只是局部风景。今天把所有烃放进同一张大地图,按碳骨架的「长相」重新划分为两大阵营。
手链两端不连是开放链;项链首尾闭合形成环状骨架
本节要点
- ✓烃先按碳骨架分链状环状,再按饱和度细化
- ✓不饱和度越高,反应越倾向加成而非取代
- ✓聚合物链节对应单体打开双键后首尾相连的结构
- ✓有机方程式核心是官能团变化,条件不可省
- ✓乙烯是连接小分子与高分子材料的关键单体
课后思考
先合上屏幕想五分钟,再点开参考答案对照自己的思路。
参考答案乙烷只含 σ 键,饱和稳定;乙烯双键中有一个较弱的 π 键,易断裂参与加成与加聚——这正是「不饱和」的根源。
参考答案链节变为 —CH₂—CH(CH₃)—;加聚时双键被全部打开形成新的 σ 键,链节中不再残留双键,因此加聚产物都是饱和的。
参考答案不止「多一个原子」——氯的电负性、体积与极性改变了分子间作用力与结晶度,进而影响硬度、耐温、阻燃等宏观性能。