《其它化学合成方法》PPT课件
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《有机化学合成专题》PPT课件
①卤离子交换反应 SN2 反应 ②AgNO3/醇 SN1
1、醇的鉴定 ①金属Na，②K2Cr2O7，（红色→兰绿色） ③Lucas试剂
2、酚的鉴定 ①Br2水，②FeCl3溶液. 3、醛酮的鉴定 ①饱和NaHSO4溶液，②2,4-二硝基苯肼。 4、醛的鉴定 ①Tollens试剂，②Fehling试剂，其它，如
CH3CHCH=CH2 Cl
④ R-CH=CH2
X2
HX
HBr 过氧化物
R-CH—CH2 XX
R-CH-CH3 （符合马氏规则） X
R-CH2-CH2Br（违反马氏规则）
XX X2 R-C=CH X2 R-C—CH
⑤ R-C CH
XX
HX R-C=CH2 HX
2. 双键或三键的形成 X
XX X
R-C—CH3 X
③ R-COOR/ [ H ] R-CH2OH + R/OH [ H ] = LiAiH4 、C2H5OH + Na 、 H2 / Ni、Pt、Pd等
④ R-CH2X
H2O / OHPX3、PX5、SOCl2
RCH2OH
⑤ 格氏试剂合成法
HCHO ① RMgX / 无水乙醚
② H2O / H+
R/-CHO ① RMgX / 无水乙醚
碳胳的形成和变化
● 增长碳链或增加支链 ● 碳链的减短 ● 碳环的合成 ● 官能团的引入 ● 官能团的相互转化
● 增长碳链或增加支链：
1. 增加一个碳原子的反应
①
R-MgX + HCHO
① 无水乙醚 ② H2O / H+
RCH2OH
②
R-MgX + CO2
① 无水乙醚 ② H2O / H+
1、醇的鉴定 ①金属Na，②K2Cr2O7，（红色→兰绿色） ③Lucas试剂
2、酚的鉴定 ①Br2水，②FeCl3溶液. 3、醛酮的鉴定 ①饱和NaHSO4溶液，②2,4-二硝基苯肼。 4、醛的鉴定 ①Tollens试剂，②Fehling试剂，其它，如
CH3CHCH=CH2 Cl
④ R-CH=CH2
X2
HX
HBr 过氧化物
R-CH—CH2 XX
R-CH-CH3 （符合马氏规则） X
R-CH2-CH2Br（违反马氏规则）
XX X2 R-C=CH X2 R-C—CH
⑤ R-C CH
XX
HX R-C=CH2 HX
2. 双键或三键的形成 X
XX X
R-C—CH3 X
③ R-COOR/ [ H ] R-CH2OH + R/OH [ H ] = LiAiH4 、C2H5OH + Na 、 H2 / Ni、Pt、Pd等
④ R-CH2X
H2O / OHPX3、PX5、SOCl2
RCH2OH
⑤ 格氏试剂合成法
HCHO ① RMgX / 无水乙醚
② H2O / H+
R/-CHO ① RMgX / 无水乙醚
碳胳的形成和变化
● 增长碳链或增加支链 ● 碳链的减短 ● 碳环的合成 ● 官能团的引入 ● 官能团的相互转化
● 增长碳链或增加支链：
1. 增加一个碳原子的反应
①
R-MgX + HCHO
① 无水乙醚 ② H2O / H+
RCH2OH
②
R-MgX + CO2
① 无水乙醚 ② H2O / H+
《合成化学技术》PPT课件
10
五联苯的制备
80oC
+
E tO 2C
C O 2E t
EtO2C CO2Et EtO2C K3Fe(CN)6 KOH
C O 2E t
3.34g对 -双 -（ 4-苯 丁 二 烯 基 ） 苯 ， 3.4g丁 炔 二 酸 二 乙 酯 ， 20 mL邻 二 氯 苯 。
加 入 100mL乙 醇 和 5g氢 氧 化钾。
回 流 3h， 冷 到 80oC。
减 压 蒸 出 溶 剂 ， 残 余 物 用 200mL水 抽 提 ， 水 层 用 2X75mL乙 醚 洗 涤 ， 过 滤 ， 用 盐 酸 中 和 ， 加 入 5g碳 酸 钾 和 溶 解 在 200mL30g高 铁 氰 化 钾 的 溶
液，放置过夜，用离心机分出固体，
标
C 4H 9
N M e3.O H
季铵盐是甲酯硫酸盐时, 首先以稀硫酸水解，硫 酸根用氢氧化钡除去， 过滤既得到氢氧化季铵 的水溶液。
将 所 制 季 铵 盐 溶 于 1.5摩 尔 20% 的 稀 硫 酸 中 ， 回 流 2h， 加 入 微 过 量 的氢氧化钡溶液，
滤 出 硫 酸 钡 沉 淀 ， 滤 液 在 50oC 减 压 浓 缩 ， 加 入 4摩 尔 50% 的 氢
可以使胺转化为烯，卤代烃也可以转化为烯（醇可以转化为卤代烃，再转化成
烯烃）。
H
碱化 H
热裂解
R
X + NMe3
R
N+M3X- R
N+M 3OH-
R
+ NM e3 + H2O
卤代烃和其他叔胺形成的季铵盐，经过碱化和裂解同样可以转化为烯烃
R
X+
R
+
人教化学选修5合成高分子化合物的基本方法PPT(26页)
共聚：单体为两种或以上
人 教 化 学 选 修5合成 高分子 化合物 的基本 方法P PT(26页 )
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P.100
思考与交流
单体名称 单体的结构简式
聚合物
丙烯
CH2=CHCH3
-CH2-CH-n CH3
丙烯腈
CH2=CHCN
2、结构： 聚乙烯是一种生活中常用的塑料
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结构呈线型
人 教 化 学 选 修5合成 高分子 化合物 的基本 方法P PT(26页 )
•（1）单体：能够进行聚合反应形成高分子化
合物的低分子化合物，叫做单体。
•（2）链节：高分子化合物中化学组成相同、
可重复的最小单位，也称重复结构单元。叫做 链节。
•（3）聚合度：高分子里含有链节的数目。通
常用n表示。
人 教 化 学 选 修5合成 高分子 化合物 的基本 方法P PT(26页 )
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二、加成聚合反应
1、概念：由含有不饱和键的化合物分子以加 成反应的方式结合成高分子化合物的反应叫 加成聚合反应；简称加聚反应。
【学与问】
• 通过聚合物的链节，可以看出聚合物的单体， 你知道下面两个聚合物由何种单体聚合而成的 吗？
人 教 化 学 选 修5合成 高分子 化合物 的基本 方法P PT(26页 )
CH2=CHCl
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3、加聚反应生成高聚物的单体的判断
化学课件《合成高分子化合物的基本方法》优秀ppt4 人教课标版
[ CH2— CH ]n
Cl CH2=CH Cl
→ 单体：
CH2=CH2
弯箭头法：边键沿箭头指向汇合，箭头相遇
成新键，键尾相遇按虚线部分断成单键。
→单体：
加聚产物单体的判断：
→ 单体：CH2=CH2
→单体：
划线断开规律: “见双键、四个C； 无双键、两个C” 。
【学与问】p101 你知道下面两个聚合物由
的高聚物其合成单体必为一种，将两半链闭合 即可，如
的单 体是
凡链节主链只有碳原子并存在C=C双键结构高聚 物，其规律是“见双键、四个碳，无双键、两个碳” 划线断开，然后将半键闭合，即将双键互换。
[ CH—CH=C—CH2]
C=CH2
n
CH3
的单体是 CH2=CH—
CH3
（3）若是缩聚产物
CH2=CHCH=CH2 CH≡CH
-CH2-CH2-n
-CH2-CH-n -CH2-CH-n CH3
Cl -CH2-CH-n -CH2-CH-n CN
COOH -CH2-CH-n
OCOCH3 -CH2CH=CHCH2-n
-CH=CH-n
1.加聚反应的特点:
⑴单体含不饱和键： 如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。
94.对一个适度工作的人而言，快乐来自于工作，有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。――[约翰·拉斯金] 95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了，因为没有时间我们几乎无法做任何事。――[威廉·班] 96.人生真正的欢欣，就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己；而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳，只知抱怨世界无法带给你快乐。――[萧伯纳]
• 此类反应若单体为一种物质，则通式为：
合成高分子化合物的基本方法人教版高中化学选修五课件PPT(20页)
合成高分子化合物的基本方法人教版 高中化 学选修 五课件P PT(20 页)
归纳：加聚反应的特点
（1）单体含不饱和键： 如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。
（2）没有副产物生成； （3）链节和单体的化学组成相同。聚合物相
对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
合成高分子化合物的基本方法人教版 高中化 学选修 五课件P PT(20 页)
合成高分子化合物的基本方法人教版 高中化 学选修 五课件P PT(20 页)
合成高分子化合物的基本方法人教版 高中化 学选修 五课件P PT(20 页)
学与问：
你知道下面两个聚合物由何种单体聚合而成的吗？
CH2=CHCl
合成高分子化合物的基本方法人教版 高中化 学选修 五课件P PT(20 页)
由加聚物推单体的方法：
法
与低分子有机物的区别？
有机高分 低分子有机 子化合物 物
相对分子 质量
104～106
1000以下
物质类别 混合物 纯净物
分子的基 若干重复
单一分子
本结构 结构单元组成
合成高分子化合物的基本方法人教版 高中化 学选修 五课件P PT(20 页)
性质
物理、化学性质上有较大差别
合成高分子化合物的基本方法人教版 高中化 学选修 五课件P PT(20 页)
一、加成聚合反应（加聚反应）
催化剂
合成高分子化合物的基本方法人教版 高中化 学选修 五课件P PT(20 页)
结构呈线型
合成高分子化合物的基本方法人教版 高中化 学选修 五课件P PT(20 页)
聚合反应
CH2=CH2 —CH2—CH2—
n
单体 链节(重复结构单元）
聚合度
一锅法合成ppt课件
;
2
一锅法合成实例（一锅法合成介孔材料Fe-SBA-15 ）
三嵌段共聚物 P123为模板剂
以尿素为pH值自 调节剂
不同Fe含量的Fe-SBA15催化剂
盐酸、正硅酸乙酯 FeCl3· 6H2O为原
料
聚四氟乙烯内衬的 不锈钢反应釜
;
3
一锅法合成介孔材料Fe-SBA-15实验过程
典型的合成过程如下：将P123(2 g)溶解于50 ml水5 ml盐酸(10 mol/L)混合液中,搅拌下加入TEOS(4.5 ml),并在40℃下搅拌4 h,加入计量的 FeCl3· 6H2O,继续搅拌30 min,再加入4.5 g尿素,然后将上述凝胶升温至 92℃左右.当凝胶的pH值升到5～6后,将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈 钢反应釜中,在100℃下晶化48 h,取出后冷却过滤、洗涤、烘干,并在550℃ 下焙烧4 h,以脱除模板剂,即制得不同Fe含量的Fe-SBA-15催化剂.
2一锅法合成实例一锅法合成介孔材料fesba15不同fe含量的fesba15催化剂三嵌段共聚物p123为模板剂以尿素为ph值自调节剂盐酸正硅酸乙酯fecl36h2o为原料聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜3典型的合成过程如下
一锅法合成
化学工程与技术 刘艳杰
107551500563
;
1
一锅法合成
一锅法合成：一锅法反应中的多步反应可以从相对简单易得的原料出发，不 经中间体的分离，直接获得结构复杂的分子。这样的反应显然经济上和环境 友好上较为有利。
;
4
一锅法合成其它实例
一锅法合成硝酮化合物 一锅法合成2氨基甲基苯酚 一锅法合成1,2,3-三唑 一锅法合成2,3-二氯吡啶
;
5
人教版高二化学选修五：合成高分子化合物的基本方法PPT(32页)
（1）溶解性
（2）热塑性和热固性
（3）强度（高分子材料的强度一般都比较大） （4）电绝缘性（通常是很好的电绝缘材料）
此外, 有的高分子材料具有耐化学腐蚀、 耐热、耐磨、耐油、不透水等性能
下列物质所用的高分子材料，你 认为具有热固性的是（ ）
A．塑料凉鞋 B．自行车内胎 C．电线外面的塑料护套
√D．电视机外壳
√C [CH2-CH2-CH2-CH]n
CH3
D [CH2-CH2-CH=CH-CH2]n
2.今有高聚物：…-CH2- CH- CH2- CH- CH2- CH-…, C=O C=O C=O
O-CH3 O-CH3
对此分析正确的是（
）
OCH3 A 其单体是CH2=CH2和H-C=O
OCH3 B 其链节是CH3-CH2-C=O
CH≡CH
-CH2-CH2-n
-CH2-CH-n
-CH2-CH-n
CH3
Cl -CH2-CH-n
-CH2-CH-n
CN
COOH -CH2-CH-n
-CH2CH=CHOCOHC2C-nH3
-CH=CH-n
人教版高二化学选修五：合成高分子 化合物 的基本 方法PPT (32页)
加聚反应的特点: 1、单体含不饱和键： 如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。 2、没有副产物生成； 3、链节和单体的化学组成相同；
CN
人教版高二化学选修五：合成高分子 化合物 的基本 方法PPT (32页)
二、缩合聚合反应
关键词：缩聚反应、聚酯、端基原子、
端基原子团
定义：小分子 间通过缩合反应的形式
形成高分子化合物的反应叫缩合聚合反 应；简称缩聚反应。（酯化、成肽…）
nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH
（2）热塑性和热固性
（3）强度（高分子材料的强度一般都比较大） （4）电绝缘性（通常是很好的电绝缘材料）
此外, 有的高分子材料具有耐化学腐蚀、 耐热、耐磨、耐油、不透水等性能
下列物质所用的高分子材料，你 认为具有热固性的是（ ）
A．塑料凉鞋 B．自行车内胎 C．电线外面的塑料护套
√D．电视机外壳
√C [CH2-CH2-CH2-CH]n
CH3
D [CH2-CH2-CH=CH-CH2]n
2.今有高聚物：…-CH2- CH- CH2- CH- CH2- CH-…, C=O C=O C=O
O-CH3 O-CH3
对此分析正确的是（
）
OCH3 A 其单体是CH2=CH2和H-C=O
OCH3 B 其链节是CH3-CH2-C=O
CH≡CH
-CH2-CH2-n
-CH2-CH-n
-CH2-CH-n
CH3
Cl -CH2-CH-n
-CH2-CH-n
CN
COOH -CH2-CH-n
-CH2CH=CHOCOHC2C-nH3
-CH=CH-n
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加聚反应的特点: 1、单体含不饱和键： 如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。 2、没有副产物生成； 3、链节和单体的化学组成相同；
CN
人教版高二化学选修五：合成高分子 化合物 的基本 方法PPT (32页)
二、缩合聚合反应
关键词：缩聚反应、聚酯、端基原子、
端基原子团
定义：小分子 间通过缩合反应的形式
形成高分子化合物的反应叫缩合聚合反 应；简称缩聚反应。（酯化、成肽…）
nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH
(教师参考)高中化学 5.1 合成高分子化合物的基本方法2课件 新人教版选修5
精选ppt
7
（1）人造象牙中，主要成分的结构是
它是通过加聚反应制得的，则合成人造象牙的单体是
（） AB. (CH3)2O C.CH3CHO
B. HCHO D.CH3OCH3
精选ppt
8
（2）聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是（ B）
A.
B.
C.
D.
精选ppt
9
（3 ）下列单体中，在一定条件下能发生加聚反应生成
14
缩聚反应的特点：
1、缩聚反应的单体往往是具有双官能团（如—OH、—COOH、 —NH2、—X及活泼氢原子等）或多官能团的小分子；
2、缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物（如 H2O、NH3、HCl等）生成； 3、所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同；
4、缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原 子或原子团（这与加聚物不同，而加聚物的端基不确定，通 常用横线“—”表示。）如：
第五章 进入合成有机高分子 化合物的时代
第一节 合成高分子化合物的
基本方法
精选ppt
1
一、加成聚合反应
聚乙烯是一种生活中常用的塑料。 请用化学方程式表示聚乙烯的合成方法。
催化剂
线型结构 精选ppt
2
聚合反应
CH2=CH2 —CH2— CH2—
n
单体 链节
聚合度
高分子化合物,简称高分子,又叫聚合物 或高聚物。n值一定时，有确定的分子 组成和相对分子质量。 一块高分子材料是由若干n值不同的高 分子材料组成的混合物。
精选ppt
12
二、缩合聚合反应
请同学们写出下列反应的化学方程式，并说明断成键的特点
1、乙酸与乙醇酯化反应
人教版化学选修5：合成高分子化合物的基本方法PPT(27页)
请写出由乙烯制备聚乙烯的化学方程式
nCH2=CH2 催 化 剂 [CH2—CH2]n
单体
2、有关概念
链节 聚合度
⑴单体：能合成高分子化合物的低分子称为单体
⑵链节：高聚物中具有代表性的，化学组成相同， 可重复出现的最小单位称为链节，也称重复结构 单元
⑶聚合度：高分子链中含有链节的数目称为聚合 度，通常用n表示
加聚反应又分为均聚反应和缩聚反应
人教版化 学选修5 ：合成 高分子 化合物 的基本 方法PP T(27页 )
人教版化 学选修5 ：合成 高分子 化合物 的基本 方法PP T(27页 )
2、加聚反应的类型 ⑴均聚反应（又称自聚反应）： 仅由一种单体发生的加聚反应
①烯烃自聚型： CH3
nCH2 ＝CH-CH3 催化剂 〔 CH2 －CH 〕n 聚丙烯
人教版化 学选修5 ：合成 高分子 化合物 的基本 方法PP T(27页 )
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n值一定时，加聚物的平均相对分 子质量=链节（或单体）的相对分 子质量×n
人教版化 学选修5 ：合成 高分子 化合物 的基本 方法PP T(27页 )
Ⅳ去掉不符合4价的碳原子间的价键（一般为双键）， 即得单体，若无超4价的碳原子，单体只有一种
练习：写出形成下列聚合物的单体的结构简式：
①
②
CH2=CHCl
③
④
⑤
思考：通过上面的5例，若链节的主链上只 有2个碳原子的（除氢原子外无其它原子）的高聚 物，在推断它的单体时，有何规律？
解题指导：由加聚聚合物推单体的方法
人教版化 学选修5 ：合成 高分子 化合物 的基本 方法PP T(27页 )
nCH2=CH2 催 化 剂 [CH2—CH2]n
单体
2、有关概念
链节 聚合度
⑴单体：能合成高分子化合物的低分子称为单体
⑵链节：高聚物中具有代表性的，化学组成相同， 可重复出现的最小单位称为链节，也称重复结构 单元
⑶聚合度：高分子链中含有链节的数目称为聚合 度，通常用n表示
加聚反应又分为均聚反应和缩聚反应
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2、加聚反应的类型 ⑴均聚反应（又称自聚反应）： 仅由一种单体发生的加聚反应
①烯烃自聚型： CH3
nCH2 ＝CH-CH3 催化剂 〔 CH2 －CH 〕n 聚丙烯
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n值一定时，加聚物的平均相对分 子质量=链节（或单体）的相对分 子质量×n
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Ⅳ去掉不符合4价的碳原子间的价键（一般为双键）， 即得单体，若无超4价的碳原子，单体只有一种
练习：写出形成下列聚合物的单体的结构简式：
①
②
CH2=CHCl
③
④
⑤
思考：通过上面的5例，若链节的主链上只 有2个碳原子的（除氢原子外无其它原子）的高聚 物，在推断它的单体时，有何规律？
解题指导：由加聚聚合物推单体的方法
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合成高分子化合物的基本方法PPT精品课件
不同，这样的发育过程称为完全变态发育。
如：家蚕、蜜蜂、菜粉蝶、蚊、蝇等
昆虫包括彩色纷飞的蝴蝶，访花酿蜜的蜜蜂，吐丝结茧的家蚕，引吭高歌的知了， 争强好斗的蛐蛐，星光闪烁的萤火虫，身手矫健、形似飞机的蜻蜓，憨厚可爱的 小瓢虫，举着一对大刀、怒目圆争的螳螂，令人讨厌的苍蝇、蚊子、蟑螂等等
昆虫和其它生物一样，有着自己特殊的分类位置。它在动物界中属于节肢动物门 中的昆虫纲。
[解析] (1)可降解塑料A、B、C都是由各自单体通过 缩聚反应生成的，对应的三种单体依次是
(2)可降解塑料在自然界可通过水解反应进行降解．
(3)
在浓H2SO4中可发生消去反应生成
不饱和酸，其结构简式是
它
的属于链状酸的同分异构体还有
(2)水解(或取代)反应
2．下面是一种线型高分子的一部分：
.羟
基相邻的碳原子上无氢原子，不能发生消去反应．
(2) 聚反应生成
与HOOC—CH2COOH发生缩
[答案] (1)A、B、D
结茧休眠
家蚕的蛹最后一次蜕皮，变成成虫蚕蛾的过程称羽化
丝绸制成的衬衣（清朝）
家蚕的一生经历了那几个阶段？
家蚕的一生ห้องสมุดไป่ตู้经过卵（蚕籽）、幼虫（蚕）、蛹和成虫（蛾）四个发育 阶段。
合成高分子化合物的基本方法
掌握：加成聚合反应和缩合聚合反应的一般特 点并能判断聚合产物，分析出单体． 了解：单体、链节、聚合度、加成聚合反应和 缩合聚合反应等概念．
[读教材·填要点] 一、加成聚合反应 1．加成聚合反应
由乙烯在一定条件下，生成聚乙烯的反应，叫加成聚合 反应，简称加聚反应 ． 2．高分子化合物的结构 (1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的 低分子化合物 称作单体．
如：家蚕、蜜蜂、菜粉蝶、蚊、蝇等
昆虫包括彩色纷飞的蝴蝶，访花酿蜜的蜜蜂，吐丝结茧的家蚕，引吭高歌的知了， 争强好斗的蛐蛐，星光闪烁的萤火虫，身手矫健、形似飞机的蜻蜓，憨厚可爱的 小瓢虫，举着一对大刀、怒目圆争的螳螂，令人讨厌的苍蝇、蚊子、蟑螂等等
昆虫和其它生物一样，有着自己特殊的分类位置。它在动物界中属于节肢动物门 中的昆虫纲。
[解析] (1)可降解塑料A、B、C都是由各自单体通过 缩聚反应生成的，对应的三种单体依次是
(2)可降解塑料在自然界可通过水解反应进行降解．
(3)
在浓H2SO4中可发生消去反应生成
不饱和酸，其结构简式是
它
的属于链状酸的同分异构体还有
(2)水解(或取代)反应
2．下面是一种线型高分子的一部分：
.羟
基相邻的碳原子上无氢原子，不能发生消去反应．
(2) 聚反应生成
与HOOC—CH2COOH发生缩
[答案] (1)A、B、D
结茧休眠
家蚕的蛹最后一次蜕皮，变成成虫蚕蛾的过程称羽化
丝绸制成的衬衣（清朝）
家蚕的一生经历了那几个阶段？
家蚕的一生ห้องสมุดไป่ตู้经过卵（蚕籽）、幼虫（蚕）、蛹和成虫（蛾）四个发育 阶段。
合成高分子化合物的基本方法
掌握：加成聚合反应和缩合聚合反应的一般特 点并能判断聚合产物，分析出单体． 了解：单体、链节、聚合度、加成聚合反应和 缩合聚合反应等概念．
[读教材·填要点] 一、加成聚合反应 1．加成聚合反应
由乙烯在一定条件下，生成聚乙烯的反应，叫加成聚合 反应，简称加聚反应 ． 2．高分子化合物的结构 (1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的 低分子化合物 称作单体．
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电离情况
气体中仅少数气体 粒子产生电离形成 电离气体，但这种 电离气体的粒子间 互不相关
电离部分超过 0.1％。形成的电离气体它的带 电粒子密度已达到所产生的空间电荷会约束粒 子的自由运动，故电离气体的粒子间互有牵连
等离子体－－物质的第四态。它包括：电子、原子、
分子或自由基组成的集合编辑体pp。t
9
电见电子子与与N2气碰体撞分时子，间EE 碰ti 撞为编时辑0.p0p能t1%量转, 移 E是U i 极可微达的9。9.99%
可
12
碰撞截面
表示碰撞发生的可能性及几率大小，以 ( )表示，具有面积 量纲。
P()•nSdx()ndx
S
( ) 物理意义：
表示在某体积元中一个入 射粒子发生碰撞的几率， 与碰撞粒子的种类和粒子 间的相对速度有关，即同 粒子的能量大小有关。
Te >> TiTg 100K<Tg<1000K
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3、按电离度 分
AeA2e
忽略二次电离，ni=ne、nn为中性粒子的浓度 ne
ne nn
完全弱电离等离子体 =1 部分电离等离子体0.01< <1 弱电离等离子体10-6< < 0.01
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Saha方程
在仅含单种气体物完全平ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和局域热力学平衡等离 子体中存在电离平衡，并推出如下方程：
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碰撞频率和平均自由程
碰撞频率 运动的粒子在单位时间内与某靶粒子的碰撞次数。
n•v(v)
n为靶粒子的密度.
平均自由程 一个粒子在前后两次碰撞之间行经路程的平均值。
1 n (v)
物理意义：入射粒子在1cm行程中的碰撞次数。
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2）激发和电离
原子的能态由原子的电子组态决定的。无外来作用时，原子 中的电子在各自稳定轨道上运动，原子处于基态；当原子受 光或高速电子的激励时，电子可能跃迁到较高能级，原子处 于激发态，进一步电子脱离原子核的束缚成为自由电子，原 子成为离子，发生电离。
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2/( 1 2 ) 2 .4 1 0 4 • T 2/P • e x p ( E i/k T )
常压热平衡下，氦等离子体的随温度的变化
T（oK）
5000
3.210-7
10000
0.0065
15000
0.22
20000
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0.82
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4、按热力学平衡分类
完全热力学平衡等离子体(Complete thermal equilibrium plasm) 局域热力学平衡等离子体( Local complete thermal equilibrium plasm) 非热力学平衡等离子体(Non- thermal equilibrium plasm)
7.2 等离子体化学
1、等离子体化学 等离子体定义、分类；等离子体产生的方法与、 机理；等离子体应用
2、光化学
光化学的基本定律；光化学的特征；光化学的应用
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7.2.1 等离子体化学定义、发展过程与分类 等离子体化学是研究等离子体中各种粒子之间或这
些粒子与电磁辐射及周围物质间相互化学作用的一门 分支学科。
电离和电离截面
（1）电子碰撞电离
A e (高 速 ) A e e (低 速 )
A代表气态分子或原子。上式表明电子碰撞电离是等离子
体中产生带电粒子的主要源泉。
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（2）亚稳态粒子的作用
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弹性碰撞与非弹性碰撞
弹性碰撞： 内能无交换、改变;
非弹性碰撞：内能 U 增加。
如动能为Ei 、质量m 的粒子 与静止的质量为M的 粒子发生弹 性碰撞 ，转移的能量Et与动能之比为
Et Ei
4mM (m M )2
非弹性碰撞，质量为M粒子的内能增量 U 则有：
U M
Ei m M
1927年朗格谬在研究水银蒸气的电离状态时最先引入 plasma（等离子体）这一术语。
1929年汤克斯和朗格谬给等离子体赋予“电离气体” 的涵义。
由此可见，发现物质第四态已经有100多年了。
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二、等离子体分类
1、 按存在分类：
1) 天然等离子体。宇宙中99%的物质是以等离子 体状态存在的,如恒星星系、星云，地球附近的闪电、 极光、电离层等。如太阳本身就是一个灼热的等离 子体火球。
此名称最早出现在1967年出版的书：
Plasm chemistry in electrical discharges
一、等离子体的发展过程
19世纪初，物理学家便提出：是否存在着与已知的 物质“三态”有本质区别的第四态？
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1835年，法拉第用低压放电管观察到气体的辉光放电 现象。
1879年，英国物理学家克鲁克斯在研究放电管中“电 离气体”的性质之后，第一个指出物质还存在一种第 四态。
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ne为电子密度、ni为离子密度，n为等离子体密度
3、等离子体中的各种现象
1）等离子体中的碰撞
等离子体的能量流
低温等离子体化学中采 用的低温等离子体，电子温 度为数个电子伏特，1eV = （1eV相当于11600K）。在 电场中，气体中少量的自由 电子受电场加速同气体分子 碰撞产生能量的转移。
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三、普通气体和等离子体的比较
气体
等离子体
粒子间距大，不存 在净电磁力，粒子 粒子间作用力 间相互作用力可忽 略不计
带电粒子间存在有库仑力，带电粒子群间存在 有特征的群体运动
导电性
不导电
是一种导电率很高的流体，并保持整体电中性
粒子运动不受电磁
电磁场影响 场影响
等离子体运动行为明显受电磁场的影响和束缚
2) 人工等离子体如：
*日光灯、霓虹灯中的放电等离子体。
*等离子体炬（焊接、新材料制备、消除污染） 中的电弧放电等离子体。
*气体激光器及各种气体放电中的电离气体。
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2、按系统温度分类
高温等离子体 Tg=Te=Ti=108-9 K 低温等离子体
热等离子
Te TiTg （ 5000 K<Tg<20000K ） 冷等离子
7.2.2 等离子体的性质
1、等离子体的温度 分子运动论，粒子的动能与温度关系有：
1 mV 2 3 kT
2
2
其中：粒子的质量m、速度平方的平均值，V 波尔兹曼常数k
电子温度Te、离子温度Ti 、气体温度Tg
2、等离子体的密度
等离子体由电子、正（负）离子、激发分子等粒子构成，电
中性条件：
n e n i1 n i2 n i3 … = n