有机合成材料(一)
从单体到聚合物,搞懂三大合成材料的结构与性质
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
有机合成材料(一)
从单体到聚合物,搞懂三大合成材料的结构与性质
根据组成与性质区分有机物
烧过塑料袋吗?一烧就着、还发出黑烟;石头怎么烧都没反应。这背后是有机物和无机物在组成与性质上的根本差异。
碳原子是中央骨架,其他原子是零件,能拼出千万种有机分子
从宏观性质推断高分子结构
同样的塑料袋,烧一下会缩;电木插座却怎么烧都不变形——差异背后,是分子排列方式的差别。学会几条判断线索,就能从性质"看见"结构。
面条揉散可重塑,渔网定型后拆不动
分析合成材料的环境影响并
上节课我们讲到高分子结构稳定、难以降解。这意味着——材料被丢弃后会长期留存。今天从你扔掉的塑料袋说起,看看合成材料对环境的影响,以及我们能做些什么。
都遵循「源头减量—重复使用—回收处理」的顺序,最后才是无害化处置
有机化合物
上节课我们靠可燃、难溶于水这些宏观性质挑出了有机物。今天要追问:含碳就注定有这种共性吗?碳原子到底有什么独特之处?
4个连接点让碳既牵手其他原子,也牵手另一个碳,拼出无限种骨架
无机化合物
上一页我们讲了有机化合物——基本都带碳氢骨架。那不带碳氢骨架的另一半世界是什么?就是无机化合物:矿物、金属、水,绝大多数是我们触手可及的物质。
朱砂、孔雀石、雄黄……古人作画用的矿物,本质就是无机化合物被人类认识的开端
有机物的元素组成与结构特
塑料瓶、橡胶轮胎、尼龙袜——这些合成材料各有各的用途,但它们都有一个共同点:都以碳为骨架。那么有机物的元素组成和结构到底有什么特别之处,让它能衍生出这么庞大的家族?
每个碳像一块4孔积木,可向四个方向连接其他原子,搭出无穷结构
有机小分子化合物
有机小分子化合物:定义、要点与典型应用
有机高分子化合物
上页认识了有机小分子——分子量小、熔沸点固定。但你身上的蛋白质、穿的化纤衣服、桌上的塑料杯,分子量动辄上万、几十万。这又是一类完全不同的物质——高分子化合物。
每颗珠子=单体;整串项链=高分子;珠子总数 n=聚合度;相同的花纹=链节
有机高分子材料
上页我们认识了有机高分子化合物——长链结构、重复单元、分子量大。但化学家研究它的最终目的,是把它变成我们身边能用的东西。本页看它如何成为三大合成材料。
每节车厢就是一个"链节",n节车厢连起来就是一条"高分子链"
合成有机高分子材料(有机
涤纶衣服、塑料瓶、橡胶轮胎——看上去千差万别,背后却有一个共同点:都是由小分子"串"起来的长链。这就是合成有机高分子材料。
性能千差万别,本质都是小分子串成的超长链
聚合物
塑料、合成纤维、合成橡胶——名字听起来千差万别,但翻开它们的化学结构,你会看到同一种东西:长链大分子。聚合物到底是什么?为什么它能撑起整个现代材料世界?
每节车厢是重复单元,整列火车是聚合物,车厢数对应聚合度 n
链状高分子结构
上一节我们把有机高分子请上台了——很多小分子手拉手连成大分子。那它们到底怎么「拉」、拉成什么形状?这决定了材料的脾性。链状是最基础、最常见的一种。
每节车厢=单体,车钩=共价键,整列车=高分子链;车厢没横向锁死,所以能拐弯、能拆装(对应热塑性)
网状高分子结构
网状高分子结构:定义、要点与典型应用
热塑性
上一页讲到链状高分子——分子链像散开的面条一样相互缠结。这种结构带来一个关键性质:加热能反复塑形。这就是热塑性。
干面条硬而缠结,热水/加热时变软可重塑形,冷却后变硬但未'粘死',可反复
热固性
热固性:定义、要点与典型应用
本节要点
- ✓碳骨架与共价键,是有机物的两大结构特征
- ✓高分子由重复单元堆叠,分子量是区分关键
- ✓链状→可热塑成型;网状→一经固化不可逆
- ✓结构→性质→用途→环境影响,构成推理闭环
课后思考
先自己想,再对照参考答案。三个问题对应回顾、应用与迁移三个层次。
参考答案聚乙烯是链状结构,链间靠分子间作用力,受热时链可滑动故可反复塑形;电木是网状结构,链间以共价键相连,受热后只变硬不熔融。
参考答案应从元素组成入手。链状/网状结构决定的是热塑/热固等物理性能;能否降解取决于化学键是否易被微生物利用,宏观结构本身并不直接决定降解性。
参考答案最本质区别在来源:天然高分子由生物体合成,合成高分子由人类通过聚合反应制得。但两者结构与性能规律相通,研究方法可以互鉴。