当前课程知识点:材料学概论 >  第9讲 高分子及聚合物材料(一) >  9.3 从结构层次看聚合物 >  9.3.1 聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构

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9.3.1 聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构在线视频

9.3.1 聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构

下一节:9.3.2 高分子链的结构层次

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9.3.1 聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构课程教案、知识点、字幕

注意我们刚才可以看到

对高分子化合物链长

有没有侧基 有没有分叉

刚才链长不同 有没有分叉

侧基用不同的

原子集团来取代

都会改善它的性能

那么下边我们看聚丙烯

我们把聚乙烯

这个图是聚乙烯跟聚丙烯做比较

我们看聚乙烯它是一个长链

一个长链

那么团结起来像一碗面条一样

它可能有分叉

这是聚乙烯的情况

但是一个链它都是一致的

我们看聚丙烯

聚丙烯它也可以认为

它中间是个有芯的

组成一个四面体

中间是个碳

中间是个碳

它分出这四个顶点出来

我们看看它都是不一样的

这都是不一样的

那么你

对于乙烯来讲

它起码有两个是一样的

为什么两个是一样

中间是个碳链

这边碳链长 这边碳链短

可以认为它是不一样的

但是它上边两个氢都是一样的

都是一样的

它有两边是一样的

那么你如果碳链做一个轴

这两个氢它是对称的

这两个氢都是对称的

这是它的特点

对于聚丙烯

丙烯来讲 聚丙烯来讲

你看看它中间是个碳

碳这边是个氢

这边是个甲基

这俩已经不一样了

碳链

如果碳链长度不一样

这边长 这边短

所以从碳中心出来

这四个顶点它都不是一样的

由于它四个顶点都是不一样的

因此聚丙烯

它有区别于聚乙烯的

其它的特点

其它的特点

它这四个都是不一样的

它不能像聚乙烯这样

以碳链为轴

两边都是对称的

两边都是对称的

它不一样

这就是由于它

聚丙烯有特点

它有所谓的不对称的碳原子

什么叫做不对称的碳原子

不对称的碳原子

就是跟碳相连接的这四个基

这四个顶点它都不一样

把这种碳原子

叫做不对称的碳原子

不对称的碳原子

按其结构

有左手型和右手型之分

有左手型和右手型之分

这也是高分子材料

一个特有的特点

高分子材料所特有的特点

那么聚丙烯

它可以有三种不同的立体构型

立体构型

哪三种立体构型

我们刚才讲了以碳链

比方说碳链有一个平面

XZ平面

占据XZ平面

那么它占据XZ平面

我们就看看甲基跟氢

它可以在XZ平面的同一边

甲基都在同一边

也可以甲基在同一边来看甲基

一个甲基 一个氢

一个甲基 一个氢

还可以这甲基跟氢

在平面的两边随机排列

这就组成三种不同的立构形式

一种叫做全同立构

一种叫做间同立构

一种叫做无规立构

什么叫做全同立构

就是聚丙烯中的甲基

被配置在碳主链的同一侧

我们刚才讲了

如果把碳链

作为一个XZ平面

那么甲基

在平面的同一侧

把这就叫做全同立构

如果是一个甲基 一个氢

一个甲基 一个氢

一个甲基 一个氢

你这边是一个甲基 一个氢

那边

也是一个甲基 一个氢

一个甲基 一个氢

把这种叫做间同立构

聚丙烯中的甲基

规则相间的分布在碳主链两侧

还有一种叫做无规立构

就是聚丙烯中的甲基

被随机配置在碳主链的两侧

碳主链的两侧

那么我们看看

这三种不同的立构形式

这三种不同的立构形式

那么除了有这种

三种立构的形式以外

还有所谓的左手的和右手的

那么左手的右手的形式是什么

比方说我以碳链为

你左手 按照左手排列

比方说以碳链为大拇指方向

从氢到甲基 从氢到甲基

从氢到甲基

按照顺序排列

符合右手的就是右手型的

如果我以大拇指

指向碳链方向

氢到甲基 氢到甲基

氢到甲基 氢到甲基

按照顺序这么排列

符合左手的就是左手型的

符合右手就是右手型的

左手型和右手型

它的对称规律是不一样的

照镜子一样 照镜子

左手的照到右手

右手照到左手

但是你把这种

左手右手的空间里面

它是不一样的

一种大拇指指向碳链

从甲基的氢

如果符合右手的就是右手型

从甲基到氢

如果符合左手的叫左手型

照镜子 左手照到右手

右手照到左手

照镜子右手照到左手

左手照到右手

它是一样的

但是把它拿到空间里边来

它就不一样了

左手是左手 右手是右手

就跟像螺丝钉是一样

有些部位

比方说煤气灶

它为了防止小孩们来动

它故意做成什么

做成左手型的

那么你用右手越拧越紧

越拧越紧

左手右手是客观存在

不是因为你人为的看法不一样

所以它是客观存在的

有左手型 右手型

那为什么原因

由于不对称碳的存在

除了有全同立构

间同立构 无规立构以外

还有左手型 右手型

这是它特有的这种性质

所决定的

那么我们看液晶分子

液晶分子应该讲

它是个小分子

为什么是个小分子

它的分子量

往往在一万以下

它的组成的原子数

也就是几个原子

到几十个原子的样子

液晶分子

一个是向列液晶

一个是层列液晶

一个是胆甾型的液晶分子

胆甾型的液晶分子

我们说你液晶分子

液晶分子

我们平常液晶显示器

用的液晶分子

平常我们液晶显示器

用的液晶分子

我刚才讲了它是个低分子

它为什么低分子

它几个 它几十个原子

它分子量小于五千

小于一万

这种叫做小分子

或者低分子的

它液晶分子

它也是分几个部分所组成的

小分子

那向列液晶也是这样

四部分所组成

哪四部分所组的

一个是刚硬的

一个苯环部位 它是刚硬的

尾巴是烯

戊烯 什么丁烯这些

它是单键 碳键单链的

那么软的跟硬之间

有个腰部 有个连接部分

这是第三种

第四个最重要的

它有个极性基

有个极性基

我们刚才讲了一个氢

是个氢

你看这图上

碳跟氮它是个氰基

极性基

因为它在元素周期表

碳跟氮它的位置不一样

它的电负性不一样

那么负电荷肯定是偏

偏向于谁

偏向于电负性大的

你比方说氰基

碳跟氮所组成的氰基

那个极性基肯定负电荷

肯定朝着氮方向走

所以液晶分子

从可以看到

它几部分组成的

一部分是苯环

胸部它是扁平的

一个尾巴它是烷

碳单链所组成的

戊烷 什么丁烷这些

它碳单链

硬的软的部分有腰部

是连接部分

再有个极性基

它是三部分所组成的

它三部分所组成的

液晶分子它是这样

由于有一个苯环

所组成的一个扁平的一个胸部

液晶分子愿意靠着胸

这样比较稳定

它就有一定的趋向了

有一定的趋向

那么正因为它平常有一定的趋向

它有一个位置

加上电场可以改变它的位置

为什么加上电场可以改变位置

它对极性基起作用

它对极性基起作用

加了正电场

它负电荷就靠它

加了负电场

它正电荷就靠它

所以用电场控制极性基

因此控制液晶的趋向

液晶趋向不一样

光线过来以后

它就会强弱不一样了

红绿蓝的彩色滤光片

就产生不同的颜色了

红绿蓝三个象素

亚象素组成起来

红绿蓝不一样

就产生所需要的颜色了

它是道理

它是个小分子

那么这里边我刚才讲了

液晶分子有三种

一个是向列的

一个是层列的

一个是胆甾相系列的

现在用的液晶分子

全部都是向列型的

那么层列型的

层列型就是说

你向列型的就是一个跟着一个

鱼贯而行

一个跟着一个的这种

但是一个跟着一个

它愿意胸部贴着胸部

这样它有一定的趋向

那么层列型的是什么

除了它向列型的特点以外

由于它的胸部比较刚硬

苯环比较多

因此它愿意

所有的液晶分子

都愿意胸部贴着胸部

贴着胸部

这样就是

层列型的

除了向列以外它还有层列

那么我们现在给的

胆甾相系列

胆甾相系列是什么特点

它是有不对称的碳原子

不对称的碳原子存在

注意打星的碳原子

在液晶分子里边可以看到

打星的碳原子

一边是个碳 一边是个甲基

注意 一边是个甲基

一边是C2H5

那么这边是个氢

那边是个很长的什么

很长的是个骨骼

三个都不一样

由于不对称的碳原子

出来的四面体的角上

它都是不是一样的原子

不是一样的原子团

因此把它叫做什么

不对称碳原子

有了不对称的碳原子

因此这种液晶分子

就是个什么

它就具有了左旋性和右旋性

左旋性和右旋性它是这么来的

有了左旋性和右旋性

可以看到不对称碳原子存在

导致光学各项异性

一个是符合左手的

一个是符合右手的

左手右手不一样

因此光学性能也是不一样的

你比方将来对偏光控制什么

这些都有

这是由于不对称的碳原子的存在

影响排列

我们知道

螺旋性

左旋右旋对药品来讲

历史上还出过什么事故

是不是

有些孕妇为治病

吃了吃错了

吃错了药了

左旋右旋

结果产生了婴儿都是畸形婴儿

历史上有故事

材料学概论课程列表:

第1讲 材料的支柱和先导作用

-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准

--1.1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准

-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业

-1.2 材料的作用

--1.2.1 材料是人类社会进步的标志

--1.2.2 材料是当代文明的根基

--1.2.3 材料是各类产业的基础

--1.2.4 先进材料是高新技术的核心

--1.2.5 新材料是国家核心竞争力的体现

--1.2.6 材料可以“点石成金,化腐朽为神奇”

--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”

--1.2.8 复合材料和功能材料大大扩展了材料的应用领域

-1.2 材料的作用--作业

-1.3 材料科学与工程四面体

--1.3.1 材料科学与工程的定义和学科特点

--1.3.2 材料科学与工程四要素

--1.3.3 重视材料的加工和制造

--1.3.4 提高材料的性能永无止境

-1.3 材料科学与工程四面体--作业

-1.4 材料与创新

--1.4.1 关注材料的最新应用——强调发展,注重创新

--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料

--1.4.3 新材料如何适应技术创新和产业创新

-1.4 材料与创新--作业

-本讲作业--作业

第2讲 材料就在元素周期表中(一)

-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布

--2.1 在元素周期表中发现材料

--2.1.2 元素周期表中120种元素综合分析

--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道

--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则

-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业

-2.2 元素周期表反映元素的规律性

--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化

--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处

--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化

--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属

--2.2.5 原子半径、离子半径和元素的电负性

--2.2.6 原子的电离能和可能的价态表现

-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业

-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素

--2.3.1 稀土元素和锕系元素

--2.3.2 日常生活中须臾不可离开的元素

-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业

-本讲作业--作业

第3讲 材料就在元素周期表中(二)

-3.1 材料性能与组织结构的关系

--3.1.1 材料性能和化学键类型之间的关系

--3.1.2 材料性能与微观结构的关系

--3.1.3 铁的晶体结构

--3.1.4 材料性能与组织的关系

-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业

-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体

--3.2.1 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体

--3.2.2 化合物半导体和荧光体材料

-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业

-本讲作业--作业

第4讲 金属及合金材料(一)

-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢

--4.1.1 从矿石到金属制品(1)——高炉炼铁

--4.1.2 从矿石到金属制品(2)——转炉炼钢

-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业

-4.2 金属材料的组织结构

--4.2.1 晶态和非晶态、单晶体和多晶体

--4.2.2 相、相图、组织和结构

--4.2.3 凝固中的形核与长大

--4.2.4 钢的各种组织形态

-4.2 金属材料的组织结构--作业

-4.3 铸锭及其组织

--4.3.1 铸锭组织和连续铸造

-4.3 铸锭及其组织--作业

-本讲作业--作业

第5讲 金属及合金材料(二)

-5.1 金属材料的加工

--5.1.1 金属的热变形

--5.1.2 金属的冷变形

--5.1.3 由铜锭到铜箔的压延加工

-5.1 金属材料的加工--作业

-5.2 钢材的热处理

--5.2.1 热处理的目的和热处理温度的确定

--5.2.2 钢的退火(annealing)

--5.2.3 钢的正火(normalizing)

--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择

--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂

--5.2.6 钢的回火(tempering)

--5.2.7 恒温转变

-5.2 钢材的热处理--作业

-5.3 钢的强化机制

--5.3.1 钢的强化机制及合金钢

--5.3.2 应用最广的碳钢

--5.3.3 表面处理(1)——表面淬火及渗碳淬火

--5.3.4 表面处理(2)——表面渗碳、氮化及喷丸处理

--5.3.5 合金钢(1)——强韧钢、可焊高速钢和工具钢

--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢

--5.3.7 铸铁及轻金属的减振应用

-5.3 钢的强化机制--作业

-本讲作业--作业

第6讲 粉体及纳米材料

-6.1 粉体材料的性能

--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积

--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性

--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性

--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定

--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定

--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定

-6.1 粉体材料的性能--作业

-6.2 粉体的加工与处理

--6.2.1 破碎和粉碎

--6.2.2 分级和集尘

--6.2.3 混料及造粒

--6.2.4 输送及供给

--6.2.5 非机械式粉体制作方式

-6.2 粉体的加工与处理--作业

-6.3 粉体的应用

--6.3.1 日常生活中的粉体

--6.3.2 工业应用的粉体材料

--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善

-6.3 粉体的应用--作业

-6.4 纳米材料

--6.4.1 纳米材料和纳米技术的概念

--6.4.2 “纳米”就在我们身旁

--6.4.3 纳米材料制备和纳米加工

--6.4.4 纳米技术与纳米材料的发展前景

-6.4 纳米材料--作业

-本讲作业--作业

第7讲 陶瓷及陶瓷材料

-7.1 陶瓷材料的定义和分类

--7.1.1 陶瓷发展史——人类文明进步的标志

--7.1.2 日用陶瓷的进展

--7.1.3 陶瓷及陶瓷材料分类

-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业

-7.2 坯体成型

--7.2.1 普通粘土陶瓷的主要原料

--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型

--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型

--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型

-7.2 坯体成型--作业

-7.3 陶瓷烧结

--7.3.1 普通陶瓷的烧结过程

--7.3.2 陶瓷的烧成和烧结工艺

-7.3 陶瓷烧结--作业

-7.4 陶瓷材料的结构

--7.4.1 普通陶瓷的组织和结构

--7.4.2 精细陶瓷的组成、组织结构和性能

-7.4 陶瓷材料的结构--作业

-7.5 结构陶瓷

--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02

--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN

--7.5.3 结构陶瓷及应用(3)——SiC和Si3N4

--7.5.4 低温共烧陶瓷(LTCC)基板

-7.5 结构陶瓷--作业

-7.6 功能陶瓷

--7.6.1 单晶材料及制作

--7.6.2 功能陶瓷及应用(1)——陶瓷电子元器件

--7.6.3 功能陶瓷及应用(2)——生物陶瓷和换能器件

--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达

-7.6 功能陶瓷--作业

-本讲练习--作业

第8讲 玻璃材料及玻璃的应用

-8.1 玻璃的发展简史

--8.1.1 玻璃的发现

--8.1.2 古代玻璃与现代玻璃的组成惊人地相似

-8.2 玻璃的定义和特征

--8.2.1 玻璃的传统定义和现代定义

-8.3 玻璃的加工

--8.3.1 玻璃的熔融和成型加工

--8.3.2 非传统方法制造玻璃

-8.1-8.3 小节练习--作业

-8.4 建筑及高铁用玻璃

--8.4.1 新型建筑玻璃(1)

--8.4.2 新型建筑玻璃(2)

--8.4.3 汽车、高铁用玻璃(1)

--8.4.4 汽车、高铁用玻璃(2)

--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业

-8.5 高技术玻璃

--8.5.1 生物医学用玻璃材料

--8.5.2 特殊性能玻璃材料(1)

--8.5.3 特殊性能玻璃材料(2)

--8.5.4 图象显示、光通信用玻璃材料(1)

--8.5.5 图象显示、光通信用玻璃材料(2)

--8.5.6 图像显示、光通信用玻璃材料(3)

-8.5 高技术玻璃--作业

-本讲练习--作业

第9讲 高分子及聚合物材料(一)

-9.1 何谓高分子和聚合物

--9.1.1 何为高分子和聚合物

--9.1.2 常见聚合物的结构和用途——按结构和反应分类

-9.1 何谓高分子和聚合物--作业

-9.2 聚合物的合成

--9.2.1 加聚反应和聚合物实例(1)——均加聚

--9.2.2 加聚反应和聚合反应实例(2)——共加聚

--9.2.3 缩聚反应和聚合物实例——共缩聚

-9.2 聚合物的合成--作业

-9.3 从结构层次看聚合物

--9.3.1 聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构

--9.3.2 高分子链的结构层次

--9.3.3 高分子链间的相互作用

--9.3.4 高分子的聚集态结构

-9.3 从结构层次看聚合物--作业

-本讲练习--作业

第10讲 高分子及聚合物材料(二)

-10.1 高分子材料性能与加工

--10.1.1 天然橡胶和合成橡胶

--10.1.2 塑料的分类、特性及用途

--10.1.3 热固性树脂(热固性塑料)

--10.1.4 工程塑料

--10.1.5 新型电子产业用的塑料薄膜

--10.1.6 聚合物的结构模型及力学特性

--10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性

--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑

--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型

--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造

-10.1 高分子材料性能与加工--作业

-10.2 胶粘剂和涂料

--10.2.1 胶粘剂的构成和粘接原理

--10.2.2 胶粘剂的制造和用途

--10.2.3 涂料的分类及构成

--10.2.4 涂料中的成分、成膜和固化

-10.2 胶粘剂和涂料--作业

-本讲练习--作业

第11讲 复合材料和生物材料

-11.1 复合材料的定义和分类

--11.1.1 复合材料的定义和分类

--11.1.2 复合材料的界面

--11.1.3 复合材料的特长及优势

-11.1 复合材料的定义和分类--作业

-11.2 增强材料和基体材料

--11.2.1 复合材料中增强材料与基体材料的匹配

--11.2.2 增强纤维的制造

--11.2.3 碳纤维及C/C复合材料

--11.2.4 增强纤维的编制和铺展

--11.2.5 复合材料的成形制造

-11.2 增强材料和基体材料--作业

-11.3 复合材料的应用

--11.3.1 复合材料在航空航天领域的应用

-11.4 天然复合材料

--11.4.1 天然复合材料——木材的断面组织

--11.4.2 天然复合材料——木材的微观结构

-11.5 生物材料

--11.5.1 生物材料的定义和范畴

--11.5.2 骨骼、筋和韧带组织

--11.5.3 各种植入人体的材料

-11.3-11.5 节练习--作业

-本讲练习--作业

第12讲 磁性及磁性材料

-12.1 磁性的来源

--12.1.1 磁性源于电流

--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系

-12.1 磁性的来源--作业

-12.2 磁性材料的分类

--12.2.1 亚铁磁性和软磁铁氧体磁性材料

-12.2 磁性材料的分类--作业

-12.3 磁畴和磁滞回线

--12.3.1 磁畴和磁畴壁的运动

--12.3.2 决定磁畴结构的能量类型

--12.3.3 磁滞回线及其决定因素

-12.3 磁畴和磁滞回线--作业

-12.4 软磁材料与硬磁材料

--12.4.1 非晶态高导磁率材料

--12.4.2 永磁材料及其进展

--12.4.3 钕铁硼稀土永磁材料及制备工艺

--12.4.4 钕铁硼永磁材料性能的提高与改进

--12.4.5 粘结磁体

--12.4.6 永磁材料的应用和退磁曲线

--12.4.7 磁性材料的各种应用

-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业

-本讲练习--作业

第13讲 薄膜技术及薄膜制备技术

-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件

--13.1.1 薄膜的定义和薄膜材料的特殊性能

--13.1.2 获得薄膜的三个必要条件

--13.1.3 真空获得

--13.1.4 薄膜是如何沉积的

--13.1.5 气体放电

--13.1.6 等离子体与薄膜沉积

-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业

-13.2 薄膜制备——PVD法

--13.2.1 真空蒸镀

--13.2.2 离子镀和激光熔射

--13.2.3 溅射镀膜

--13.2.4 磁控溅镀靶

--13.2.5 溅射镀膜的应用

-13.2 薄膜制备——PVD法--作业

-13.3 薄膜制备——CVD法

--13.3.1 CVD法原理及设备

--13.3.2 各类CVD的应用

-13.3 薄膜制备——CVD法--作业

-13.4 薄膜的加工

--13.4.1 薄膜图形化——湿法刻蚀和干法刻蚀

--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)

--13.4.3 平坦化技术和大马士革工艺

-13.4 薄膜的加工--作业

-13.5 薄膜材料的应用

--13.5.1 超硬涂层

--13.5.2 金刚石及类金刚石图层

--13.5.3 电镀Cu膜用于集成电路芯片制作

-13.5 薄膜材料的应用--作业

-本讲作业--作业

9.3.1 聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构笔记与讨论

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