分子几何结构参数——分子连接指数
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第二章名词解释1.凝聚态:根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分为固体、液体、气体。
2.单分子链凝聚态:大分子特有现象,高分子最小单位。
3.内聚能:1mol凝聚体汽化时需要的能量,△E = CE =△HV-RT(△HV——摩尔蒸发热,RT——汽化时做膨胀功)4.晶胞:晶体结构中具有周期性排列的最小单位。
5.晶系:晶体按其几何形态的对称程度。
ler指数:是一种特殊的,以结晶学单胞三条棱为坐标系时确定的指数。
7.单晶:晶体的整体在三维方向上由同一空间格子组成。
8.球晶:浓溶液中析出或熔体中析出,在不存在应力的条件下,形成圆球形的晶体。
9.片晶厚度:结晶聚合物的长周期与结晶度的乘积。
10.结晶度:试样中结晶部分所占的质量分数或体积分数。
11.高分子链的缠结:高分子链之间形成物理交联点,构成网络结构,使分子链的运动受到周围分子的羁绊和限制。
12.聚合物液晶:一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后,表观上失去了固体物质的刚性,具有流动性,结构上仍保持有序结构,表现各向异性,成为固体-液体过渡状态。
13.溶致液晶:一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。
14.热致液晶:加热液晶物质时,形成的各向异性熔体。
15.液晶晶型:向列相(N相):完全没有平移有序手征性液晶(胆甾相,手征性近晶相)层状液晶(近晶A,近晶C )一维平移有序盘状液晶相(向列相ND)16.取向:在某种外力作用下,分子链或其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构取向度:f=1/2(3cos2θ-1)(θ:分子链主轴与取向方向之间的夹角,称为取向角)17.双折射:一条入射光线产生两条折射光线的现象。
18.相容性:共混物各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力。
19.多组分聚合物:多组分聚合物又称高分子合金,指该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物组分,不论组分之间是否以化学键相互连接。
20.自组装:基本结构单元(分子,纳米材料,微米或更大尺度的物质)自发形成有序结构的一种技术。
《高分子科学概论》习题及参考答案聚合物结构与性能的基本理论1、高分子链有哪三种不同的几何形态?分别各举一例线型(HDPE)、支链型(LDPE)和交联型(硫化橡胶、固化的环氧树脂)。
2、比较高分子与小分子在相对分子质量及其分布上的差异小分子的相对分子质量一般在1000以下,高分子的相对分子质量一般在104~106;小分子有确定的相对分子质量,高分子的相对分子质量具有多分散性,是由一系列相对分子质量不等的同系物组成的混合物,通常用平均相对分子质量和分散系数来表示。
3、什么是聚集态结构?按有序性不同,高分子的聚集态结构主要分为哪三种?典型的结晶性(或非结晶性)聚合物有哪些(至少6例)?什么是高分子合金?高分子链与链之间的排列或堆砌结构。
按有序性不同,高分子的聚集态结构主要分为晶态、非晶态和取向态。
典型的结晶性聚合物有:聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲醛、尼龙6、尼龙66、聚四氟乙烯等。
由两种或两种以上聚合物混合在一起得到的多组分聚合物体系,称共混聚合物,又称“高分子合金”。
4、聚合物的主要性能包括哪些方面的性能?(至少六种)表征聚合物力学性能和电学的指标主要有哪些?力学性能、电性能、热性能、耐化学介质性、耐老化性、加工性能、溶液性质、燃烧性质等。
表征力学性能的指标主要有:拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量、硬度、冲击强度等。
表征电学性能的指标主要有:介电常数、介电损耗、介电强度、表面电阻、体积电阻率。
5、什么是玻璃化(转变)温度?什么是熔融指数?玻璃化温度:是非晶态聚合物的玻璃态与高弹态之间的热转变温度,是链段运动状态由冻结到解冻的转变温度。
室温下用作塑料的聚合物,其玻璃化温度高于室温;玻璃化温度是塑料使用的上限温度。
室温下用作橡胶的聚合物,其玻璃化温度低于室温,玻璃化温度是其使用的下限温度。
熔融指数:在一定温度下,熔融状态的聚合物在一定负荷下,十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量(克数),单位g/10min。
以下为1~6章的名词解释,资料来源为高分子物理(第四版)材料科学基础(国外引进教材),化工大词典,百度百科,维基百科等。
第一章高分子链的结构全同立构:高分子链全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构:高分子链由两种旋光异构单元交替键接而成构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,这种排列是热力学稳定的,要改变构型必需经过化学键的断裂与重组分子构造(Architecture):指聚合物分子的各种形状,一般高分子链的形状为线形,还有支化或交联结构的高分子链,支化高分子根据支链的长短可以分为短支链支化和长支链支化两种类型共聚物的序列结构:是指共聚物根据单体的连接方式不同所形成的结构,共聚物的序列结构分为四类:无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物、接枝共聚物接枝共聚物:由两种或多种单体经接枝共聚而成的产物,兼有主链和支链的性能。
嵌段共聚物(block copolymer):又称镶嵌共聚物,是将两种或两种以上性质不同的聚合物链段连在一起制备而成的一种特殊聚合物。
环形聚合物:它的所有结构单元在物理性质和化学性质上都是等同的超支化聚合物:是在聚合物科学领域引起人们广泛兴趣的一种具有特殊大分子结构的聚合物构象:由于σ单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
链段:高分子链上划分出的可以任意取向的最小单元或高分子链上能够独立运动的最小单元称为链段。
链柔性:是指高分子链在绕单键内旋转自由度,内旋转可导致高分子链构象的变化,因为伴随着状态熵增大,自发地趋向于蜷曲状态的特性。
近程相互作用:是指同一条链上的原子或基团之间,沿着链的方向,因为距离相近而产生相互作用远程相互作用:因柔性高分子链弯曲所导致的沿分子链远距离的原子或基团之间的空间相互作用。
远程相互作用可表现为斥力或引力,无论是斥力还是引力都使内旋转受阻,构想数减少,柔性下降,末端距变大。
自由连接链:假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成,内旋转时没有键角限制和位垒障碍,其中每个键在任何方向取向的几率都相同。
第七章配位聚合一、名称解释配位聚合:指单体分子首先在活性种的空位处配位,形成某些形式(d -n )的配位络合物。
随后单体分子插入过渡金属(Mt)-碳(C)中增长形成大分子的过程,所以也可称作插入聚合。
络合聚合:与配位聚合的含义相同,可以互用。
络合聚合着眼于引发剂有络合配位能力,一般认为配位聚合比络合聚合意义更明确。
定向聚合:也称有规立构聚合,指形成有规立构聚合物的聚合反应,配位络合引发剂是重要的条件。
异构体:分子式相同,但原子相互联结的方式或顺序不同,或原子在空间的排布方式不同的化合物叫做异构体。
构象异构:由单键内旋转造成的立体异构现象。
立体构型异构:原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。
对映异构:又称手性异构,由手性中心产生的光学异构体R型和S型。
顺反异构:由双键引起的顺式和反式的几何异构,两种构型不能互变。
全同立构:将碳-碳主链拉直成锯齿形,使处在同一平面上,取代基处于平面的同侧,或相邻手性中心的构型相同。
间同立构:若取代基交替地处在平面的两侧,或相邻手性中心的构型相反并交替排列,则称为间同立构聚合物。
全同聚合指数:一致立构规整度的表示方法,指全同立构聚合物占总聚合物的分数。
立构规整度:立构规整聚合物占聚合物总量的百分数。
二、选择题1. 氯化钛是a -烯烃的阴离子配位聚合的主引发剂,其价态将影响其定向能力,试从下列3种排列选出正确的次序( A )A TiCl 3(a Y 3 ) > - TiCl 3-AIEtCI 2>TiCI 4B TiCl 2>TiCI 4>TiCI 3( a Y 3)C TiCI 4>TiCI 3( a, y, 3 ) > TiC2I2. 下列聚合物中哪些属于热塑性弹性体(d 和e)(a) ISI (b)BS (c) BSB (d)SBS (e) SIS3. 下列哪一种引发剂可使乙烯、丙烯、丁二烯聚合成立构规整聚合物?(1) n-C4H9Li/正己烷(2)萘钠/四氢呋喃(3) TiCI 4-AI(C2H5)3 (4) a- TiCI 3-AI(C 2H5) 2CI(5) n -C3H 5NiCI (6) ( n -C4H 7)2Ni4. 下列哪一种引发剂可使丙烯聚合成立构规整聚合物?(D)(A)n-C4H9U/正己烷(B)萘钠/四氢呋喃(C) TiCl 4-Al(C 2出)3 (D) a TiCl 3-Al(C 2H5) 2CI三、简答题1. 聚乙烯有几类?如何合成?结构与性能有什么不同?与生产方法有何关系?答:聚乙烯主要有三类:低密度聚乙烯(LDPE),高密度聚乙烯(HDPE),线形低密度聚乙烯(LLDPE) 。
第二章晶体结构一、教学要求(1)内容提要:物质通常有三种聚集状态:气态、液态和固态。
而按照原子(或分子)排列的规律性又可将固态物质分为两大类,晶体和非晶体。
晶体中的原子在空间呈有规则的周期性重复排列;而非晶体的原子则是无规则排列的。
原子排列在决定固态材料的组织和性能中起着极重要的作用。
金属、陶瓷和高分子的一系列特性都和其原子的排列密切相关。
一种物质是否以晶体或以非晶体形式出现,还需视外部环境条件和加工制备方法而定,晶态与非晶态往往是可以互相转化的。
本章主要内容包括::晶体学基础;金属的晶体结构;合金相结构;离子晶体结构;共价晶体结构;聚合物的晶态结构;非晶态结构。
(2)基本要求掌握晶体的空间点阵、晶胞、晶向和晶面指数、晶体的对称性等结晶学基础知识,了解32种点群和230种空间群等;掌握三种典型的金属晶体结构、合金相结构、离子晶体结构和硅酸盐晶体结构,了解共价晶体结构和分子与高分子晶体结构。
(3)重点难点重点:结晶学基本原理及典型的金属晶体、合金相、离子晶体结构。
难点:空间点阵、非化学计量化合物和鲍林规则。
(4)主讲内容①晶体学基础;②金属的晶体结构;③合金相结构;④离子晶体结构;⑤共价晶体结构;⑥聚合物晶体结构。
二、具体章节及学时分配(总计22.0h):2009-3-2,2009-9-1,2011.03.27引言——晶体的结构特征与基本性质(1.0h)2.1晶体结构的周期性(4.0-6.0h)2.2.1点阵与平移群一、点阵结构与点阵(1)一维点阵结构与直线点阵;(2)二维点阵结构与平面点阵(3)三维点阵结构与空间点阵二、点阵的条件与性质(1)定义;(2)条件;(3)点阵与点阵结构的对应关系。
2.2.2点阵单位与点阵参量一、点阵单位与点阵常数(1)直线点阵单位与线段参数(2)平面点阵单位与网格参数(3)空间点阵单位与晶胞参数二、其他晶体结构参数(1)(原子)阵点坐标与原子间距;(2)晶向(直线点阵)指数(3)晶面(平面点阵)指数;(4)晶面间距与晶面夹角(5)晶带与晶带定律三、极射投影*2.2.3 倒易点阵与晶体衍射*2.2晶体结构的对称性(4.0h)2.3.1对称性的基本概念——对称及其对称元素与对称操作2.3.2宏观对称性—晶体外形(有限)表现的对称性—点对称性一、点对称操作与宏观对称元素;二、点群及其表示方法——32个点群(晶类);三、晶系与空间点阵型式——7种晶系与14种布拉菲点阵2.3.3微观称对性—晶格基元(无限)排列的对称性—体对称性一、空间对称操作与微观对称元素;二、空间群及其表示方法;三、等效点系——2.3.4点群与空间群的关系2.3.4 晶体结构符号2.3典型晶体结构分析(8.0h)2.3.1金属晶体结构2.3.2共价晶体结构2.3.3离子晶体结构2.3.4分子晶体结构2.3.5高分子(晶体)结构2.4 合金相结构引言——晶体的结构特征与基本性质晶体与非晶体的区别,主要在于组成物质的各种粒子(原子、离子或分子及其集团)具有在空间按一定周期性排列的规律,即所谓的“长程有序”(周期平移有序)。