第四章 高物的结构
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(每日一练)全国通用版高中化学必修一第四章物质结构元素周期律考点总结填空题1、书写下列化合物的电子式Na2O___________ H2O ___________ KOH ___________ N2 ___________答案:解析:Na2O含有离子键,电子式为;H2O分子中含有共价键,电子式为;KOH含有离子键和共价键,电子式为;N2中含有三键,电子式为。
2、下表是元素周期表的一部分。
表中所列字母分别代表一种元素。
回答下列问题:(1)j在元素周期表中的位置是______。
(2)e、h、m形成的简单离子其半径由大到小的顺序为________。
(填写离子符号)(3)n与g形成的化合物为______ (填写化学式,下同),将该化合物进行焰色反应,火焰呈______色。
(4)k、1形成的最高价氧化物的水化物,酸性由强到弱的顺序为______。
(5)g的最高价氧化物对应的水化物与i的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为______。
(6)某同学欲探究元素性质递变规律与原子结构的关系,进行如下实验:(实验操作)取已除去氧化膜且面积相等的镁条和铝条,分别投入2mL1mol/L 盐酸中; (实验现象)镁与酸反应比铝更剧烈;(实验结论)①金属性:Mg_____Al(选填“>”或“<”); (查阅资料)原子半径(nm)Mg :0.160 Al :0.143; (思考)②利用元素周期律对上述实验结论进行解释______。
答案:(1)第三周期第IVA 族 (2)r(Cl -)>r(O 2-)>r(Mg 2+)或Cl ->O 2->Mg 2+(3) NaBr 黄 (4)H 2SO 4>H 3PO 4(5)Al(OH)3+OH -=+2H 2O(6) > 同周期元素从左到右,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,原子失去电子能力减弱,金属性减弱 解析:根据元素在周期表中的相对位置可知a ~n 分别是H 、He 、C 、N 、O 、F 、Na 、Mg 、Al 、Si 、P 、S 、Cl 、Br ,据此解答。
第四章 生物大分子与合成高分子【单元知识框架】 【单元知识清单】考点1 糖类糖类【糖类的结构和组成】 一、 糖类的结构:分子中含有多个羟基、醛基的多羟基醛,以及水解后能生成多羟基醛的由C 、H 、O 组成的有机物.糖类根据其能否水解以及水解产物的多少,可分为单糖、二糖和多糖等. 二、糖类的组成:糖类的通式为C n (H 2O)m ,对此通式,要注意掌握以下两点:①该通式只能说明糖类是由C 、H 、O 三种元素组成的,并不能反映糖类的结构; ②少数属于糖类的物质不一定符合此通式,如鼠李糖的分子式为C 6H 12O 5;反之,符合这一通式的有机物不一定属于糖类,如甲醛CH 2O 、乙酸C 2H 4O 2等. 1、葡萄糖和果糖单糖的典型代表 (1)葡萄糖①分子式C 6H 12O 6②结构简式CH 2OH —(CHOH)4—CHO ③④结构特点:属多羟基醛。
含有羟基(—OH )、醛基(—CHO )两种官能团 ⑤性质:通常为无色晶体,有甜味,易溶于水,广泛存在于各种水果中。
A 、还原性,具有醛类性质a.银镜反应:与银氨溶液水浴加热产生光亮的银镜(制镜、生产热水瓶胆)b.与新制氢氧化铜悬浊液加热产生红色沉淀(应用于检查糖尿病) 2NaOH+CuSO 4 → Cu(OH)2↓+Na 2SO 4 (NaOH 过量)CH 2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2 CH 2OH(CHOH)4COOH+Cu 2O ↓+2H 2O B 、加成反应:加氢时还原为六元醇C 、具有醇羟基,能起酯化反应D 、发酵生成酒精 C 6H 12O 6 2CH 3CH 2OH+2CO 2↑E 、生理氧化:C 6H 12O 6+6O 2→6CO 2+6H 2O+热 为生命活动提供能量⑥制法:淀粉水解 ⑦用途:a 、是一种重要的营养物质,它在人体组织中进行氧化反应,放出热量,以供维持人体生命活动所需要的能量;b 、用于制镜业、糖果制造业;c 、用于医药工业.体弱多病和血糖过低的患者可通过静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养.−→−∆−−→−酒化酶(2)果糖分子式:C6H12O6,无色晶体,比葡萄糖甜,存在于多种水果中,与葡萄糖互为同分异构体。
第四章 物质结构元素周期律第一节 原子结构与元素周期表 .................................................................................. - 1 -第1课时 原子结构 .............................................................................................. - 1 - 第2课时 元素周期表 .......................................................................................... - 5 - 第3课时 核素 ...................................................................................................... - 8 - 第4课时 原子结构与元素的性质 .................................................................... - 10 - 第二节 元素周期律 .................................................................................................... - 16 -第1课时 元素性质的周期性变化规律 ............................................................ - 16 - 第2课时 元素周期表和元素周期律的应用 .................................................... - 19 - 第三节 化学键............................................................................................................ - 22 -第一节 原子结构与元素周期表第1课时 原子结构1.基础知识一、原子的构成 1.原子的构成原子⎩⎨⎧原子核⎩⎪⎨⎪⎧质子:带1个单位正电荷中子:不带电电子:带1个单位负电荷如碳原子的原子结构模型2.质量数(1)质量数:原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值后相加所得的数值。
第四章高分子材料化学习题:1、高聚物相对分子质量有哪些测试方法?分别适用于何种聚合物分子,获得的相对分子质量有何不同?(10分)答:测定高聚物相对分子质量的方法:渗透压、光散射、粘度法、超离心法、沉淀法和凝胶色谱法等。
这些方法中,有些方法偏向于较大的聚合物分子,有的方法偏向于较小的聚合物分子。
聚合物相对分子质量实际是指它的平均相对分子质量。
(1)数均相对分子质量( Mn ) 采用冰点降低、沸点升高、渗透压和蒸气压降低等方法测定的数均相对分子质量,即总质量除以样品中所含的分子数。
(2)质均相对分子质量( Mω) 采用光散射等方法测定质均相对分子质量。
(3)粘均相对分子质量( Mη) 采用粘度法测定粘均相对分子质量。
2、详述高分子聚合物的分类及各自的特征并举例。
(20分)答:高分子化合物常以形状、合成方法、热行为、分子结构及使用性能进行分类。
1、按高聚物的热行为分类(1) 热固性高聚物高聚物受热变成永久固定形状的高聚物(有些不需加热)。
不可再熔融或再成型。
结构:加热时,线型高聚物链之间形成永久的交联,产生不可再流动的坚硬体型结构,继续加热、加压只能造成链的断裂,引起性质的严重破坏。
利用这一特性,热固性高聚物可作耐热的结构材料。
典型的热固性高聚物有环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯等。
(2) 热塑性高聚物熔融状态下使它成型(塑化),冷却后定型,但是可以再加热又形成一个新的形状,可以多次重复加工。
结构:没有大分子链的严重断裂,其性质也不发生显著变化,称为热塑性高聚物。
根据这一特性,可以用热塑性高聚物碎屑进行再生和再加工。
聚乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂、聚酰胺等都属于热塑性高聚物。
2、按高聚物的分子结构分类(1) 碳链高聚物大分子主链完全由碳原于组成,绝大部分烯类聚合物属于这一类。
如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯等。
(2) 杂链高聚物大分子主链中除碳原子外,还有氧、氮、硫等杂原子。
如聚醚、聚酯、聚硫橡胶等。
高中生物选择性必修一第四章免疫调节一、免疫系统的组成和功能(一)免疫系统的组成1、免疫器官免疫器官主要包括骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。
骨髓和胸腺是免疫细胞产生并发育成熟的地方。
脾、淋巴结、扁桃体是免疫细胞集中分布的场所。
(1)扁桃体:内含免疫细胞,具有防御功能。
(2)胸腺:随年龄增长,在青春期达到顶峰,以后逐渐退化。
胸腺是T细胞分化、发育、成熟的场所。
(3)淋巴结:淋巴细胞集中的地方,主要集中在颈部、腋窝、腹股沟等处,阻止和消灭侵入体内的微生物。
(4)脾:内含大量的淋巴细胞,参与制造新的血细胞与清除衰老的血细胞等。
(5)骨髓:各种免疫细胞发生、分化、发育的场所,是机体重要的免疫器官。
2、免疫细胞免疫细胞是执行免疫功能的细胞,它们来自骨髓的造血干细胞,包括各种类型的白细胞,如淋巴细胞、树突状细胞、巨噬细胞等。
(1)淋巴细胞:(2)树突状细胞:分布于皮肤、消化道、呼吸道等很多上皮组织及淋巴器官内,有强大的吞噬、呈递抗原的功能。
(3)巨噬细胞:几乎分布于机体的各种组织中,具有吞噬消化、抗原处理和呈递功能。
3、抗原:能够引起人体发生免疫反应的物质。
如病原体表面的蛋白质等物质,大多数抗原是蛋白质。
抗原呈递细胞:能够摄取处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,呈递给其他细胞,如B细胞、树突状细胞、巨噬细胞等。
4、免疫活性物质免疫细胞或其他细胞产生的、并发挥免疫反应的物质。
(1)抗体:能与抗原发生特异性免疫反应的物质。
其本质为蛋白质。
(2)细胞因子:白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等。
(二)免疫系统的功能1、人体的三道防线第一道防线:皮肤和黏膜以及黏膜分泌的物质。
第二道防线:体液中的杀菌物质溶菌酶等和吞噬细胞。
前两道防线都是生来就有的,非特异性的。
第三道防线:机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的,主要针对特定的抗原起作用,因而具有特异性,叫做特异性免疫。
2、免疫系统的功能(1)免疫防御:针对外来抗原起作用。
高分子物理课后答案第一章:高分子链的结构一、根据化学组成不同,高分子可分为哪几类?(1、分子主链全部由碳原子以共价键相连接的碳链高分子2、分子主链除含碳外,还有氧、氮、硫等两种或两种以上的原子以共价键相连接的杂链高分子3、主链中含有硅、硼、磷、铝、钛、砷、锑等元素的高分子称为元素高分子4、分子主链不含碳,且没有有机取代基)二、什么是构型,不同构型分别影响分子的什么性能?(构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何构型;1、旋光异构影响旋光性2、几何异构影响弹性 3、键接异构对化学性能有很大影响)三、什么是构造,分子构造对高分子的性能有什么影响?(分子构造是指聚合物分子的各种形状,线性聚合物分子间没有化学键结构,可以在适当溶剂中溶解,加热时可以熔融,易于加工成型。
支化聚合物的化学性质与线形聚合物相似,但其物理机械性能、加工流动性能等受支化的影响显著。
树枝链聚合物的物理化学性能独特,其溶液黏度随分子量增加出现极大值。
)四、二元共聚物可分为哪几种类型?(嵌段共聚物、接枝共聚物、交替共聚物、统计共聚物)五、什么是构象?什么是链段?分子结构对旋转位垒有什么影响?(构象表示原子基团围绕单元链内旋转而产生的空间排布。
把若干个链组成的一段链作为一个独立运动的单元,称为链段。
位垒:1、取代基的基团越多,位垒越大2、如果分子中存在着双键或三键,则邻近双键或三键的单键的内旋转位垒有较大下降。
)六、什么是平衡态柔性?什么是动态柔性?影响高分子链柔性的因素有哪些?(平衡态柔性是指热力学平衡条件下的柔性,取决于反式与旁式构象之间的能量差。
动态柔性是指外界条件影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度,转变速度取决于位能曲线上反式与旁式构象之间转变位垒与外场作用能之间的联系。
影响因素:一、分子结构:1、主链结构2、取代基3、支化交联4、分子链的长链二、外界因素:温度、外力、溶剂)七、自由连接链?自由旋转链?等效自由连接链?等效自由旋转链?蠕虫状链?(自由连接链:即键长l 固定,键角⊙不固定,内旋转自由的理想化模型。
第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表本章内容是继氧化还原反应和离子反应之后又一个化学的理论知识点,通过本章的学习可以体会化学也是有规律可循的,本节内容是本章的基础,也是整个周期表周期律的基础,这一节学不好,就很难体会化学上结构决定性质的奥秘,也就很难体会化学的规律性,本节内容共有13个重点内容,静下心来慢慢体会吧!一、核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数。
②弧线表示电子层。
③弧线内数字表示该层中的电子数。
(2)离子结构示意图①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时,电子层数减少一层,形成与少一个电子层的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时,形成与电子层数相同的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
(2020·上海市奉贤区奉城高级中学高一期末)有四种微粒的结构示意图,下列叙述中错误的是()它们属于不同种元素它们的核外电子排布相同它们都是离子它们都具有稀有气体原子的稳定结构【答案】C【分析】根据结构示意图分析可得,四种微粒分别为O2-、Ne、Mg2+和Al3+。
【详解】由分析可知,它们属于不同元素,故A不选;根据结构示意图,它们的核外电子排布相同,故B不选;由分析可知,第二种微粒不是离子,是氖原子,故C选;稀有气体原子最外层有8个电子(氦有2个),是稳定结构,第二种微粒就是Ne,其他几种微粒都和Ne的原子结构相同,故D不选;故选C。
二、明确符号A Z X±c n±m中各个字母的含义并了解它们之间的关系(1)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N),质量数可近似地代替原子的相对原子质量。
(2)原子的核外电子总数=质子数=核电荷数=原子序数。
(3)阳离子M n+的核外电子数=质子数-n;阴离子N n-的核外电子数=质子数+n。
(2020·福建南安市·高一期中)科学研究表明,月球上有丰富的He资源,可开发利用作未来的新型能源。
第四章高聚物的结构
高分子物理学:
是研究高分子的结构与性能之间关系的一门科学,也是研究聚合物中分子运动规律的科学。
概述:
1.研究内容:
高分子的链结构(分子内结构)、聚集态结构(分子间结构)
2.研究目的:
了解高分子内和高分子间相互作用力的本质,从而了解高分子运动,并建立高分子结构与性能的联系。
为高聚物材料的合成、成型加工、测试、选材等具有重要的意义。
3.聚集态结构的研究:
晶态结构——折叠链片晶、单晶、球晶等;
非晶态结构——无规线团、链结、链球等;
取向态结构;
织态结构
链结构(一次结构)
高聚物的结构层次高分子的形态(二次结构)
聚集态结构(三次结构)
高次结构(三次结构以上)
4.高分子链结构——是构成高聚物最基本的微观结构
是决定高聚物基本性质的主要因素。
如:聚乙烯柔软能结晶;无规立构聚苯乙烯硬而脆,不能结晶;全同立构聚丙烯常温下是结晶固体,而无规立构聚丙烯常温下却为粘稠性的液
体。
5.高聚物聚集态结构
取决于成型加工的过程,它是决定高聚物制品使用性能的主要因素。
第一节高分子的链结构与形态
一、高分子链的化学结构及构型
1.化学组成
碳链高聚物、杂链高聚物、元素有机高聚物、元素无机高聚物等。
2.重复结构单元的连接方式
(1)均聚物:
重复结构单元的连接方式有头-头、头-尾、尾-尾,以头-尾连接为主。
(2)共聚物:
两种单体链节的连接形式有无规、交替、嵌段、接枝等,性能上很大差异。
3.几何形状
线型,支链型、网型、梯型、体型等,其中支链型还包括梳型、蓖型和星型。
4.旋光异构与几何异构
(1)旋光异构
是由不对称碳原子存在于分子中而引起的异构现象。
全同立构、间同立构、无规立构。
(2)几何异构
是由于双键不能内旋转而引起的异构现象。
双烯烃——顺式、反式
二、高分子链的构象与柔性
柔性:是指大分子有改变分子链形态的能力,是由单键(σ键)的内旋转造成。
构象:是因碳-碳单键内旋而产生的异构现象。
1.分子链的内旋转
(1)小分子的内旋转
构象不断发生变化,势能也不断变化旋转的难易取决于旋转的位能。
(2)高分子链的内旋转
碳—碳单键多,内旋转复杂,构象多。
(3)高分子链的特征
易卷曲,具有柔软性,微观上为一无规线团。
(4)高分子链分类
绝对柔性链——内旋转完全自由,一个链节就是一个运动单元,最后形成
无规的线团。
绝对刚性链——内旋转困难,整个高分子链为一个运动单元。
实际高分子链——两种极限之间,有一定的柔性,呈一定的卷曲性,运动
单元是由若干个链节组成的链段,即链节分组运动。
三(5)链段
是由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由转动的单元长度,是描述大分子链柔性的尺度。
1/ 温度相同,链段越短(即链段含的链节数少),柔性越大;
2/ 同一高分子链而言
温度是使高分子链内旋转而表现出柔性的外因之一。
如:塑料在冬天和夏天的感觉
2.影响高分子链柔性的的主要因素
(1)主链结构的影响——决定性作用
1/ 主链全部由单键组成,柔性很大。
规律:键角越大,键长越长,旋转时的内阻就越小,柔性就越大。
如:─O─Si─O─Si─O─大小大大
─O─C─O─C─O─↑↓↑↑
─C─C─C─C─C─小大小小
键角内阻键长柔性
结论:单键的内旋与键角、键长有关。
2/ 主链中如含有苯环结构,柔性下降,刚性增加。
3/ 主链中含有双键
孤立双键——内旋转容易,柔性增大。
共轭双键——分子不能内旋转,刚性很大,脆性也大。
(2)取代基的影响——性质、体积、数量和位置
1/ 极性大小
极性越小,作用力也越小,分子容易内旋,分子链柔性好。
2/ 数量
数量少→内旋转容易→柔性较好。
3/ 体积
体积大→位阻大→不容易内旋→刚性较大。
4/ 链长
长→分子间的吸引力减→小柔性增加。
5/ 位置
对称性好→易于内旋→分子链的柔性增加。
6/ 交联
交联度低→柔性增加。
三、高分子的热运动
1.形式:
位移、转动、和振动三种形式。
2.运动形式:
(1)曲柄运动
(2)链段运动
高分子链的一部分绕链轴的转动,称为链段运动。
如图4-6所示。
3.整个分子链的运动
第二节高聚物的聚集态结构概述:
1.聚集态——动力学概念
是借助大分子间相互作用力而形成的。
2.低分子物质聚集态
气态、液态、固态;三种物理聚集态可以互相转变。
3.相态——热力学概念
气相、液相和晶相。
注意:气相⇔气态;
液态⇒液相,液相不一定是液态;
晶相⇒固态,固态→晶相、非晶相,玻璃就是非晶相的固体。
4.高聚物的聚集态
固态、液态,不存在气态。
一、分子间的相互作用
1.聚集态结构:
当原子或分子之间的引力和斥力相等时(相互作用为零时),原子或分子之间的几何排列处于平衡状态,其结构就是聚集态结构,体系处于能量最低的稳定状态。
2.分子间作用力
共价健
主价力→化学键离子键
分子间作用力配位键
氢键:分子内、分子间
次价力取向力:极性分子间
(次价键)范德华力诱导力:极-非极;极-极
色散力:非极性分子间
3.内聚能
一摩尔分子聚集在一起的总能量,也等于同样数量分子分离的总能量。
4.内聚能密度——CED,
单位体积的内聚能。
总之,分子间作用力是使高分子聚集而成聚集态的主要原因之一,作用的大小也决定高聚物的类型和使用性能。
二、高聚物的结晶形态与结构
1.高聚物的结晶形态
(1)单晶
在极稀浓度(低于0.01%)的高聚物溶液,加热到高聚物熔点以上,然后十分缓慢降温的条件下获得的。
分子链是折叠排列的,凡是能结晶的高聚物,在适当的条件下都可以形成单晶。
(2)球晶
高聚物浓溶液或熔融体冷却时得到,球晶由长条扭曲的链带构成。
(3)纤维状晶体——“糖葫芦”或“羊肉串”
高聚物在挤出、吹塑、拉伸等应力下结晶,形成的晶体为纤维状晶体。
(4)柱晶
高聚物熔体在应力作用下冷却结晶时,若是沿应力方向成行地形成晶核,则四周会生成折叠链片晶。
(5)伸直链晶体
高聚物在极高压力下慢慢结晶,可以得到完全由伸直链所组成的晶片, 2.晶态高聚物的结构
(1)晶态高聚物的结构模型
1/ 缨状胶束模型
2/ 折叠链片晶结构模型
(2)结晶过程——成核过程与结晶成长过程
球晶(3)结晶度
指高聚物中结晶部分所占的质量分数或体积分数。
测定方法:X-线衍射线法、红外光谱法、密度法。
(4)影响高聚物结晶的因素
内因——高分子链的化学结构、相对分子质量、分子链形状等;
外因——温度、压力、杂质等
①影响高聚物结晶的内部条件
1/ 化学结构越简单→链节的对称性越高→取代基越小→分子链越柔顺→越
容易结晶。
2/ 规整性越好→越容易结晶。
(全同、间同立构容易结晶,并结晶度较高)。
3/ 分子链间作用力大→利于分子链敛集紧密利→利于结晶。
4/ 温度相同,相对分子质量越低→结晶越快。
5/ 线型结晶能力最大,结晶度高;支链型次之;交联型难于结晶。
②影响高聚物结晶的外界条件
温度——主要外界条件。
三、非晶高聚物的形态与结构
非晶高聚物的结构是指玻璃态、橡胶态、熔融态及结晶高聚物中的非晶区结构。
四、高聚物的取向态结构
1.取向机理与特征
(1)取向
指非晶高聚物的分子链段或整个分子链,结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒,在外力作用下,沿外力作用的方向进行有序排列的现象。
(2)实施方法
单轴取向(又叫单轴拉伸)——用于纤维的成型加工;
双轴取向(又叫双轴拉伸)——用于薄膜的成型加工。
(3)“取向”和“结晶”的异同
1/ 相同点:都是大分子的有序化排列。
2/ 不同点:取向是“单向”、“双向”有序;结晶是“三向”有序。
能结晶的高聚物必定能取向,但能取向的不一定能结晶。
(4)取向特征
链段(很快,高弹形变)
两种取向单元
高分子链(很慢,粘性流动)
2.非晶高聚物、结晶高聚物的取向过程
非晶态高聚物的取向过程
晶态高聚物的取向过程
3.高聚物的取向态结构与各向异向性
五、高聚物复合材料的结构
高聚物复合材料又称“高分子合金”。
包括:嵌段共聚物、接枝共取物和共混高聚物。
机械共混
物理共混溶液浇铸共混
胶乳共混
共混高聚物互穿网络(二种高聚物的网络互相贯穿)
化学共混
溶液接枝
渐变高聚物(共混物的剖面能观察到组成和结构渐变)
1.非晶态-非晶态共混高聚物的结构
2.晶态-非晶态共混高聚物的结构
3.晶态-晶态共混高聚物的结构。