初中化學(xué)四大材料
作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-08-27分類:有機(jī)原料瀏覽:90
植物纖維和動(dòng)物毛發(fā)纖維屬于天然材料也屬于有機(jī)高分子材料 即天然有機(jī)高分子材料而人造纖維屬于有機(jī)高分子材料,不屬于天然材料
纖維屬于有機(jī)高分子材料。
催化反應(yīng)是如何服務(wù)四大化學(xué)的?
有機(jī)化學(xué) 又稱為碳化合物的化學(xué),是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備的學(xué)科,是化學(xué)中極重要的一個(gè)分支。含碳化合物被稱為有機(jī)化合物是因?yàn)橐酝幕瘜W(xué)家們認(rèn)為含碳物質(zhì)一定要由生物(有機(jī)體)才能制造;然而在1828年的時(shí)候,德國(guó)化學(xué)家弗里德里希·維勒,在實(shí)驗(yàn)室中成功合成尿素(一種生物分子),自此以后有機(jī)化學(xué)便脫離傳統(tǒng)所定義的范圍,擴(kuò)大為含碳物質(zhì)的化學(xué)。 “有機(jī)化學(xué)”(Organic Chemistry)這一名詞于1806年首次由貝采里烏斯提出。當(dāng)時(shí)是作為“無(wú)機(jī)化學(xué)”的對(duì)立物而命名的。由于科學(xué)條件限制,有機(jī)化學(xué)研究的對(duì)象只能是從天然動(dòng)植物有機(jī)體中提取的有機(jī)物。因而許多化學(xué)家都認(rèn)為,在生物體內(nèi)由于存在所謂“生命力”,才能產(chǎn)生有機(jī)化合物,而在實(shí)驗(yàn)室里是不能由無(wú)機(jī)化合物合成的。 1824年,德國(guó)化學(xué)家維勒從氰經(jīng)水解制得草酸;1828年他無(wú)意中用加熱的方法又使氰酸銨轉(zhuǎn)化為尿素。氰和氰酸銨都是無(wú)機(jī)化合物,而草酸和尿素都是有機(jī)化合物。維勒的實(shí)驗(yàn)結(jié)果給予“生命力”學(xué)說(shuō)第一次沖擊。此后,乙酸等有機(jī)化合物相繼由碳、氫等元素合成,“生命力”學(xué)說(shuō)才逐漸被人們拋棄。 由于合成方法的改進(jìn)和發(fā)展,越來(lái)越多的有機(jī)化合物不斷地在實(shí)驗(yàn)室中合成出來(lái),其中,絕大部分是在與生物體內(nèi)迥然不同的條件下合成出來(lái)的。“生命力”學(xué)說(shuō)漸漸被拋棄了,“有機(jī)化學(xué)”這一名詞卻沿用至今。 有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物之間沒有絕對(duì)的分界。有機(jī)化學(xué)之所以成為化學(xué)中的一個(gè)獨(dú)立學(xué)科,是因?yàn)橛袡C(jī)化合物確有其內(nèi)在的聯(lián)系和特性。 位于周期表當(dāng)中的碳元素,一般是通過與別的元素的原子共用外層電子而達(dá)到穩(wěn)定的電子構(gòu)型的(即形成共價(jià)鍵)。這種共價(jià)鍵的結(jié)合方式?jīng)Q定了有機(jī)化合物的特性。大多數(shù)有機(jī)化合物由碳、氫、氮、氧幾種元素構(gòu)成,少數(shù)還含有鹵素和硫、磷、氮等元素。因而大多數(shù)有機(jī)化合物具有熔點(diǎn)較低、可以燃燒、易溶于有機(jī)溶劑等性質(zhì),這與無(wú)機(jī)化合物的性質(zhì)有很大不同。 在含多個(gè)碳原子的有機(jī)化合物分子中,碳原子互相結(jié)合形成分子的骨架,別的元素的原子就連接在該骨架上。在元素周期表中,沒有一種別的元素能像碳那樣以多種方式彼此牢固地結(jié)合。由碳原子形成的分子骨架有多種形式,有直鏈、支鏈、環(huán)狀等。 在有機(jī)化學(xué)發(fā)展的初期,有機(jī)化學(xué)工業(yè)的主要原料是動(dòng)、植物體,有機(jī)化學(xué)主要研究從動(dòng)、植物體中分離有機(jī)化合物。 19世紀(jì)中到20世紀(jì)初,有機(jī)化學(xué)工業(yè)逐漸變?yōu)橐悦航褂蜑橹饕稀:铣扇玖系陌l(fā)現(xiàn),使染料、制藥工業(yè)蓬勃發(fā)展,推動(dòng)了對(duì)芳香族化合物和雜環(huán)化合物的研究。30年代以后,以乙烯為原料的有機(jī)合成興起。40年代前后,有機(jī)化學(xué)工業(yè)的原料又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐允秃吞烊粴鉃橹鳎l(fā)展了合成橡膠、合成塑料和合成纖維工業(yè)。由于石油資源將日趨枯竭,以煤為原料的有機(jī)化學(xué)工業(yè)必將重新發(fā)展。當(dāng)然,天然的動(dòng)、植物和微生物體仍是重要的研究對(duì)象。 有機(jī)化學(xué)研究手段的發(fā)展經(jīng)歷了從手工操作到自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)化,從常量到超微量的過程。 20世紀(jì)40年代前,用傳統(tǒng)的蒸餾、結(jié)晶、升華等方法來(lái)純化產(chǎn)品,用化學(xué)降解和衍生物制備的方法測(cè)定結(jié)構(gòu)。后來(lái),各種色譜法、電泳技術(shù)的應(yīng)用,特別是高壓液相色譜的應(yīng)用改變了分離技術(shù)的面貌。各種光譜、能譜技術(shù)的使用,使有機(jī)化學(xué)家能夠研究分子內(nèi)部的運(yùn)動(dòng),使結(jié)構(gòu)測(cè)定手段發(fā)生了革命性的變化。 電子計(jì)算機(jī)的引入,使有機(jī)化合物的分離、分析方法向自動(dòng)化、超微量化方向又前進(jìn)了一大步。帶傅里葉變換技術(shù)的核磁共振譜和紅外光譜又為反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)機(jī)理的研究提供了新的手段。這些儀器和x射線結(jié)構(gòu)分析、電子衍射光譜分析,已能測(cè)定微克級(jí)樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)。用電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)合成路線的研究也已取得某些進(jìn)展。 未來(lái)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展首先是研究能源和資源的開發(fā)利用問題。迄今我們使用的大部分能源和資源,如煤、天然氣、石油、動(dòng)植物和微生物,都是太陽(yáng)能的化學(xué)貯存形式。今后一些學(xué)科的重要課題是更直接、更有效地利用太陽(yáng)能。 對(duì)光合作用做更深入的研究和有效的利用,是植物生理學(xué)、生物化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的共同課題。有機(jī)化學(xué)可以用光化學(xué)反應(yīng)生成高能有機(jī)化合物,加以貯存;必要時(shí)則利用其逆反應(yīng),釋放出能量。另一個(gè)開發(fā)資源的目標(biāo)是在有機(jī)金屬化合物的作用下固定二氧化碳,以產(chǎn)生無(wú)窮盡的有機(jī)化合物。這幾方面的研究均已取得一些初步結(jié)果。 其次是研究和開發(fā)新型有機(jī)催化劑,使它們能夠模擬酶的高速高效和溫和的反應(yīng)方式。這方面的研究已經(jīng)開始,今后會(huì)有更大的發(fā)展。 20世紀(jì)60年代末,開始了有機(jī)合成的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)研究。今后有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測(cè)定等必將更趨系統(tǒng)化、邏輯化。
催化反應(yīng)是如何服務(wù)四大化學(xué)的?化合反應(yīng),分解反應(yīng),置換反應(yīng),復(fù)分解反應(yīng)化合反應(yīng):化合反應(yīng)指的是由兩種或兩種以上的物質(zhì)反應(yīng)生成一種新物質(zhì)的反應(yīng)。其中部分反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),部分為非氧化還原反應(yīng)。此外,化合反應(yīng)一般釋放出能量。可簡(jiǎn)記為A+B=AB.分解反應(yīng):由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其它的物質(zhì)的反應(yīng)叫分解反應(yīng)。簡(jiǎn)稱一分為二,表示為AB=A+B。只有化合物才能發(fā)生分解反應(yīng)。置換反應(yīng):一種單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成另外一種單質(zhì)和化合物的化學(xué)反應(yīng),是化學(xué)中四大基本反應(yīng)類型之一,包括金屬與金屬鹽的反應(yīng),金屬與酸的反應(yīng)等。可簡(jiǎn)記為AB+C=A+CB.復(fù)分解反應(yīng):由兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合物的反應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是:發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的兩種物質(zhì)在水溶液中相互交換離子,結(jié)合成難電離的物質(zhì)----沉淀、氣體、水,使溶液中離子濃度降低,化學(xué)反應(yīng)即向著離子濃度降低的方向進(jìn)行。可簡(jiǎn)記為AB+CD=AD+CB。催化反應(yīng)過程包括一下七個(gè)步驟:①原料分子自主氣流中向催化劑擴(kuò)散;②接近催化劑的原料分子向微孔內(nèi)表面擴(kuò)散;③靠近催化刑表面的原料分子被催化劑吸附;④被吸附的分子在催化劑的作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng);⑤生成的產(chǎn)品分子從催化劑上脫附下來(lái);⑥脫附下來(lái)的產(chǎn)品分子從微孔內(nèi)向外擴(kuò)散;⑦產(chǎn)品分子從催化劑外表面再擴(kuò)散到主氣流中.然后離開反應(yīng)器。
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