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从单体辨认聚合物重复单元

聚合物的图看起来吓人,直到你发现它只是一个小单元写一次再重复。

本页内容
  1. 单体怎样变成聚合物?
  2. 例题
  3. 要留意的错误
  4. 自我检测
  5. 接下来学什么

在加成聚合中,许多烯烃分子连成长链,不失去任何原子。要掌握的技能是:由单体画出重复单元,或从一段聚合物反推出它的单体。它把加成的想法延伸到有机反应单元中。

单体怎样变成聚合物?

每个单体都有一个 C=C 双键。聚合时,每个双键中的一个键打开,每个碳与下一个单体相连。结果是由单键组成的长链,原子总数与相加的单体相同。

重复单元写在方括号里,两端是开放的键,并用下标 n 表示单元数目。链中不再有双键。

乙烯 CH₂=CH₂ 的重复单元是 [-CH₂-CH₂-]n,即聚乙烯(poly(ethene))。

丙烯 CH₃-CH=CH₂ 的重复单元是 [-CH₂-CH(CH₃)-]n。甲基作为侧基挂在链上。

氯乙烯 CH₂=CHCl 的重复单元是 [-CH₂-CHCl-]n,即聚氯乙烯(poly(chloroethene))。

例题

一段聚合物的重复单元是 [-CH₂-CHCl-]。求单体,再求相对分子质量为 31 250 的链中有多少个重复单元。

第 1 步,找出主链上的两个碳: -CH₂- 和 -CHCl-。

第 2 步,把双键画回去: CH₂=CHCl。这是氯乙烯。

第 3 步,检查原子: 重复单元 C₂H₃Cl。单体 C₂H₃Cl。原子相同。

第 4 步,一个重复单元的质量: 2(12) + 3(1) + 35.5 = 62.5。

第 5 步,单元数目: 31 250 ÷ 62.5 = 500。

检查: 500 × 62.5 = 31 250。

要留意的错误

常见的失误是在重复单元里保留双键。

错误的重复单元: 把聚乙烯写成 [-CH=CH-]n。

双键已在形成链时用掉了,而且少了两个氢。

纠正:重复单元之间的链全是单键。丙烯还有另一种失误:把甲基放进主链里,而不是作为侧基挂在链上。数一数单体和重复单元中的碳,确认两者相符。

自我检测

1. 画出四氟乙烯 CF₂=CF₂ 的重复单元。

显示答案

[-CF₂-CF₂-]n。双键打开,两个碳各保留自己的两个氟原子。

2. 求重复单元为 [-CH₂-CH(CH₃)-] 的聚合物的单体。

显示答案

丙烯,CH₃-CH=CH₂。把双键画回两个主链碳之间。

3. 一个聚乙烯分子的相对分子质量是 14 000。有多少个重复单元?

显示答案

重复单元 C₂H₄ 的 Mr 是 28。14 000 ÷ 28 = 500。检查:500 × 28 = 14 000。

接下来学什么

如果想比较另一种连接方式,请回到酯的形成,然后用有机反应练习检验整个单元。物质的量与方程式比例辅导器有助于相对质量的计算。

聚合物题目常要求你把画图、命名和简短计算结合起来。我们的老师在线上一对一化学补习中练习的就是这种结合。

常见问题

单体和重复单元有什么区别?

单体是反应前的小分子,含有碳碳双键。重复单元是聚合物链中重复出现的那一段,这两个碳之间是单键,两端是开放的键。两者含有相同的原子,但画法不同。

怎样从一段聚合物链找出单体?

在主链中找出来自双键的两个碳,把双键画回它们之间,并让侧链上的原子或基团留在原来的碳上。再检查单体的原子与一个重复单元相同。

缩聚物也需要掌握吗?

取决于你的大纲和考试年份。有些课程包含尼龙和聚酯,它们通过不同的过程形成,并释放出水之类的小分子。请在 Cambridge 官网查看最新 0620 课程大纲,确认你必须掌握哪些聚合物和概念。

更新于:

下一步

如果聚合物题目让你怀疑双键该放在哪里,一对一的老师可以陪你画几个单体,并每次都示范同一个动作。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。

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