第四章 高物的结构
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
(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4章生物大分子与合成高分子(知识清单)高二化学必备单元知识清单与测试(沪科版2020选择性必修3)
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。
高分子物理第四章
B At t
sp r 1
t t0 t0
乌式粘度计
15
16
二、端基分析法
以 sp / C 和 ln r / C 分别为纵坐标，C为 横坐标作图，得两条直线。分别外推至 C 0 处， 其截距即
原理：线形聚合物的化学结构明确，且分子链端带有可供定
误差较大!
~ 2 10 4
19 20
三、沸点升高或冰点降低
测定的每一种效应都是由 溶液中溶质的数目所决定
溶剂的选择原则：
沸点升高法——溶剂具有较大的 K b 且沸点较低，以防聚合物降解 冰点降低法——溶剂具有较大的 K f 且高聚物在溶剂的凝固温度以上溶解性好
——利用稀溶液的依数性测定溶质分子量的方法，是 经典的物理化学方法。 原理：溶液沸点的升高及冰点的降低与溶质（如高分子） 分子量及其在溶液中的浓度有关。
实验测定值进一步修订：
2
1 cos 2 Kc 1 8 2 h (1 sin 2 ......) 2 A2 c 2sin 9 ( ) 2 2 R M
测定一系列不同浓度的溶液在不同散射角时的
n2 ( M M n ) 2 n M n (d 1)
2 w w 2 n 2 w
( M M ) M
2
(d 1)
8
2 2 多分散试样，d>1或 n >0 （ w >0)
7
2 单分散试样，d=1或 n2 w 0
第二节 聚合物分子量的测定方法
看作高分子链段与链段之间以及高分子与溶剂分子间 相互作用的一种量度，它与溶剂化作用和高分子在溶液里 的形态有密切关系。
某些情况下： A
高分子物理第四章 聚合物的分子量与分子量分布
分子量分布宽度
第四章
聚合物的分子量与分子量分布
分子量分布宽度
分布宽度指数
n M Mn
2
2
n
Mw Mn 1 M n
2
w M Mw
2
M
2 n
2 w
Mz 1 M w
Mw
Mn
Mz
Mw
通过实验分别测定若 干不同浓度溶液的渗 透压π，用π/c对c作图 将得到一条直线，直 线的截距可以求得分 子量 M ，斜率可以求 得A2
第四章
聚合物的分子量与分子量分布
例
某种聚合物溶解于两种溶剂 A和B中，渗透压π和浓度c的关系
如图所示： （1）当浓度c→0时，从纵轴上的截距能得到什么？ （2）从曲线A的初始直线段的斜率能得到什么？ （3）B是良溶剂还是劣溶剂？
w
i
i
1
mi ni M i
分子量的 离散分布
第四章
聚合物的分子量与分子量分布
聚合物的分子量
间断函数变为连续函数，则得到
分子量的 微分分布
第四章
聚合物的分子量与分子量分布
聚合物的分子量
聚合物分子量积分分布函数
分子量的 积分分布
第四章
聚合物的分子量与分子量分布
聚合物的分子量
微分分布函数与积分分布函数之间的关系
大粒子Zimm图
第四章
聚合物的分子量与分子量分布
聚合物分子量的测定方法
粘度法－粘均分子量
液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏 性，粘度是表征液体流动时受内摩擦的大小。 高分子的 分子量影响 其在溶液中 的形态，进 而会影响其 溶液粘度。 第四章 聚合物的分子量与分子量分布
高分子物理——第四章 非晶态高聚物ppt课件
（三）、高弹态（橡胶态）
力学特征：ε大，约100 ～1000%，且可逆，具有高 弹性，称为高弹态，为聚合物特有的力学状态。模量 E进一步降低—聚合物表现出橡胶行为
分子运动：链段运动
热运动 T↑，链段运动能力↑，ε↑
外力
蜷曲
伸长
T↑，大分子链柔性↑，回复力↑
高弹形变是链段运动使分子发生伸展
卷
曲的宏观表现。回复力↑（抵抗形变）与流动性
主价力（键合力、化学键）
共价键：由原子的价电子自旋配对所形成的键。 C—C（键长、键角、键能） 特点：不离解、不导电、具饱和性和方向性 类型：σ键（电子云分布轴对称）、π键（对称面）
离子键：由正负离子间的静电相互作用形成的键。 金属键：由金属原子的价电子和金属离子晶格之间的相互作用
形成的
次价力（此作用力的大小决定了分子结构，特别是聚集态结构）
⑴ 静电力（取向力，偶极力） 极性分子、永久偶极间
其大小同
偶极矩
↑而↑
定向程度 有关 ↑而↑
T
↑而↓
它是极性分子间的主要作用力
12～21KJ/mol
⑵ 诱导力 永久偶极与由它引起的诱导偶极间 极性分子之间或极性分子与非极性分子间 6～12KJ/mol
⑶ 色散力 是分子瞬时偶极之间的相互作用力 存在于一切分子中（极性或非极性），具加和
4、晶区的分子运动：晶区缺陷的运动、 晶型转变、晶区的局部松驰、折叠链的“手 风琴式”运动。
2，3，4都是小尺寸运动，或者微布朗运动
在上述运动单元中，对聚合物的物理和力 学性能起决定性作用的、最基本的运动单元， 只有1、2两种，而整链运动是通过各链段协同 运动来实现的，因此链段运动最为重要，高分 子材料的许多性能都与链段运动有直接关系。
新教材人教版高中化学必修第一册第四章物质结构元素周期律 知识点考点及解题方法规律汇总
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。
聚合物的结构与
105℃ 135℃
60—70% 薄膜（软性）
95%
瓶、管、棒 等（硬性）
高压聚乙烯（低密度聚乙烯），由于支化破坏了分子的规 整性，使其结晶度大大降低；低压聚乙烯（高密度聚乙烯） 是线型分子，易于结晶，故在密度、熔点、结晶度和硬度方 面都高于前者。见上表
橡胶的硫化与交联度影响
橡胶的硫化是使聚异戊二烯的分子之间产生硫桥
材料 科 学 基 础 第四章 聚合物的结构与性能
高聚物的特点（与小分子物质相比）
高分子是由很大数目（103——105 数量级）的结构单 元组成的，每一个结构单元相当于一个小分子
一般高分子的主链都有一定的内旋转自由能，可 以使主链弯曲而具有柔性
高分子结构具有不均一性 各结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理
共聚物结构中的序列问题
为描述共聚物的序列结构，常用的参数有各单体单 元的平均序列长度和嵌段数R。例如下面共聚物分 子：
A B AA BBB A BB AA BBBB AAA B 其中A单体9个，A序列为5段，B单体11个，B序列 为5段（短划表示序列）。 嵌段R的含义是指在100个单体单元中出现的各种嵌 段的总和。R与平均— — 序列长度— — 的关系是：
1. 分子主链全部由碳原子以共价键相联结的碳链高分子不 易水解；
2. 分子主链由两种或两种以上的原子以共价键联结的杂链 高分子带有极性，易水解、醇解或酸解；
元素高分子具有无机物的热稳定性及有机物的 弹性和塑性；
分子主链不是一条单链而是像“梯子”和“双 股螺线”那样的高分子链；
为防止链断裂从端基开始，有些高分子需要封 头，以提高耐热性。
支化对物理机械性能的影响有时相当显著： 支化程度越高，支链结构越复杂，影响高分子材 料的使用性能越大；支化点密度或两相临支化点 之间的链的平均分子量来表示支化的程度，称为 支化度。
材料化学-第四章高分子材料化学习题及答案
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。
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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。