1. 1原子結構

 

2.1.1基本組成

a)原子核為核心。

b)電子以原子核為中心,進行不定域之運動。

 

2.1.2電子組態

-陳述電子在電子軌域排列與分佈。

 

2.1.3多原子系

1.多原子系存在原子間斥力與引力的交互作用。

(1)當原子在遠距離分子間具小的作用力。

(2)當距離接近,其引力與斥力同時增加。

(3)當引力 斥力,原子間距離仍可縮短。

(4)當達平衡距離  ,(即斥力=引力)其原子處於穩定。

(5)γ    ,斥力 引力。

 

Note原子間若以硬核原子核視之,其間作用力符合Lenard-Jonson方程式。

 

 

 

2.2原子鍵結類別

 

a)共價鍵

b)離子鍵

c)配位鍵

d)金屬鍵

2.3分子間的作用力

 

a)凡得瓦力

b)氫鍵

c)偶極距(dipole-dipole

d)化學鍵結

 

2.4原子排列與結晶

 

結晶:原子以規則(order),且具週期性重複出現之結構。

1長期規則排列大於5個以上原子(分子)

2具有週期性

 

2.5高分子結構

 

1.高分子:由單體(monomer)以加成或縮合方式反應生成具有重覆單元且具高

                   分子量之化合物,其代表式-(A)-或-(A-B)n-

 

2.結構類型

(a) 線型材料(linear

(b) 分支材料(branch

(c) 網狀材料(network

 

Note網狀材料若含兩類以上高分子則又分:

(1)全互穿型網狀結構(Full Interpenertration Network 簡稱IPN)。

(2)半互穿型網狀結構(Semi Interpenertration Network)。

 

Note若組成高分子之單體,包含兩類不同官能特性,則此高分子可稱為共聚物(copolymer),

共聚物可分成四類,即:

(1)random copolymer

(2)block copolymer

(3)alternative copolymer

(4)graft copolymer

 

3.線型高分子

-線型高分子為熱塑性(thermalplastic)材料,在裂解溫度前,具溫度可逆性。

 

4.分枝型高分子

-具分支或懸掛基,其對結構具有可撓曲之特性,其對結晶有負面影響。

分支的好處:

1增加空隙(自由體積或孔隙度增加)

2結晶下降

3易加工(降低Tg)

4熱可逆

 

5.網狀型高分子

-利用多官能性基促使材料利用多官能基反應而形成網狀結構,其結構將降低分子的可撓曲性,

    且有效提高材料的機械特性,但此材料為熱固性(thermalset)不具熱可逆性。

 

Note1)全互穿型網狀結構-組成成份皆為網狀高分子。

     2)半互穿型網狀結構-組成成份一為網狀,另一為可塑性高分子。

 

*網狀高分子具有特性

三度空間

1.很強機械性質

2.分子運動(故Tg提高,而不易加工) 。

3.升高欲使分子流動,須斷鍵。

4.抗化性,環境穩定性。

g:分子主鏈運動之起始溫度。

2.6鍵結力分類與結構的相關性

.鍵結力分類

A.主要鍵結(primary bonding

-鍵結力強,如共價鍵,其由電子鍵結形成高強度之作用力。

B.次要鍵結(secondary bonding

-鍵結力較弱,存在於分子間之作用力。

 

1.成次要鍵結的成因

-由未帶電原子內部及附近局部電場所造成。

 

2.次鍵作用力分類

1)電偶極(electric dipole

-源於原子內或分子內電子振盪為最弱之次鍵結,存在於周遭,蒸氣與氣體間之吸引力。

2)極性分子形成之電偶極

-其偶極距(dipole moment)將為其作用力大小的指標。

3)氫鍵,存在於H2OR-COOH等間之作用力,其為次鍵結中最強者。

 

.鍵結力與結構

-鍵結力若具方向性,將促使結構具排向性,易形成結晶結構。

 

2.7配位數的決定

1.配位數-環繞於中心原子(或離子)之周圍原子(或離子)

2.配位數的決定-由於同類電荷具斥力,配位數存在於電荷作用力最低能量。

3.離子配位數決定於陰陽離子半徑比。

4.離子半徑比(r/R)與配位數(CN)。

(r/R)    CN

≧0.15    3個

≧0.22    4個

≧0.41    6個

≧0.73    8個

≧1.0    12個

5.配位數與結構

-配位數將決定結構之堆積因子(PF)。