内容正文:
高中化学辅导教程——有机化学基础
第13讲 合成高分子
【学习目标】
1.了解聚合物的组成与结构特点,认识单体和链节及其与聚合物结构的关系。
2.了解加聚反应和缩聚反应的特点。
3.认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点。
一、高分子与加成聚合反应
1.高分子与一般小分子有机物的区别
高分子
一般小分子有机化合物
相对分子质量
通常在104以上,是一个平均值
都有一个明确的数值,一般在1 000以下
结构
由若干个_________________组成
具有_______结构
类别
2.高分子的合成
(1)含义:利用有机物相互反应的性能,得到相对分子质量较大的高分子的过程。
(2)合成高分子的基本方法:
①加成聚合反应:一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应。
②缩合聚合反应:一般是含有两个(或两个以上)官能团的单体之间发生的聚合反应。
3.加成聚合反应及高分子的有关概念
(1)含义:由含有__________的相对分子质量_____的化合物以加成反应的形式结合成相对分子质量_____的高分子的化学反应叫加成聚合反应,简称加聚反应。
(2)高分子(聚合物)的有关概念
①高分子的结构特点:由若干个________________组成。
②链节:高分子链中________的结构。
③聚合度:高分子链中含有的________数目,通常用n表示。
④单体:能够进行聚合反应形成高分子的________化合物。
例如:
【归纳小结】常见的加聚反应类型
1.加聚反应的特点
(1)单体:含有碳碳双键、碳碳三键等不饱和键的化合物,如烯烃、二烯烃、炔烃等。
(2)没有副产物产生。
(3)链节的化学组成和单体的化学组成相同。
(4)聚合物的平均相对分子质量=链节的相对质量×n。
2.常见的加聚反应类型
(1)单烯烃的加聚
单体由官能团(碳碳双键)和非官能团两部分组成。单体中含有不饱和键(碳碳双键)的碳链单独列成一行,断开不饱和键,展放在中括号内,其他非官能团部分作为支链纵列。如:
单体
将含不饱和键的碳链单独列出
加聚物
CH2=CH2
CH2=CH2
CH2=CHCH3
相应化学方程式为
nCH2=CH2
(2)二烯烃的加聚
二烯烃单体自聚时,单体的两个双键同时打开,中间单键变双键单体之间直接连接形成链节而成为高分子。
1,3-丁二烯的加聚反应:
nCH2=CH—CH=CH2
异戊二烯的加聚反应:
(3)多种单体的加聚——共聚
①不同单烯烃的共聚
不同单烯烃均打开双键,不同单体之间直接连接形成链节而成为高分子。
②单烯烃与二烯烃共聚
单烯烃打开双键,二烯烃的两个双键也同时打开,彼此相互连接而二烯烃又形成一个新双键成为高分子。例如:
丙烯与1,3-丁二烯的加聚反应:
nCH2=CH—CH3+nCH2=CH—CH=CH2
(4)炔烃的加聚。
例如,乙炔的加聚反应:nCH≡CH
(5)环状化合物的加聚。
例如,环氧乙烷的加聚反应:
3.由加聚物推断单体的方法
(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将链节两端两个半键向内闭合成键即可。
如,其单体是。
(2)凡链节主链上只有四个碳原子,且链节无双键的聚合物,其单体必为两种,在链节两端及正中央划线断开,然后左右两个半键闭合成键即可。
如的单体为CH2=CH2和。
(3)凡链节主链中只有碳原子,并存在结构的聚合物,其规律是“见双键,四个碳;无双键,两个碳”。从一端划线断开,隔一键断一键,然后将半键闭合成键,即单双键互换。
如的单体是和。
由加聚物推断单体的方法可简要总结为“两两一组,组间断一键,组内加一键。”
【课堂练习】
1.某高分子化合物的结构片段如图所示。下列有关该化合物的说法正确的是( )
A.是加聚反应的产物
B.其单体是CH2==CH2和HCOOCH3
C.其链节是CH3CH2COOCH3
D.该有机物耐强酸、强碱
2.合成有机物所需的单体是( )
A.CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
B.CH2==CHCH==CH2、CH2==CH2
C.CH3CH==C(CH3)CH==CH2
D.CH3CH==CHCH3、CH2==CH2
3.写出下列聚合物的单体。
(1) :________________________。
(2) : _________________________。
(3) : __________________________。
(4) : _____________________________。
二、缩合聚合反应
1.概念
由单体分子间通过________反应生成高分子的反应,简称缩聚反应。
2.类型
(1)羟基酸缩聚
如HOCH2COOH的缩聚:_______