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1、分子的极性怎样左右物质的行为？分子的极性怎样左右物质的行为？ 分子的极性源于键分子的极性源于键的极性；键的极性决的极性；键的极性决定于成键原子间电子定于成键原子间电子云的分布。云的分布。正、负电荷中心重合的分子是非极性分子正、负电荷中心重合的分子是非极性分子; ;正、负电荷中心不重合的分子是极性分子正、负电荷中心不重合的分子是极性分子。回回回回放放放放极性键构成的分子：极性键构成的分子：双原子分子双原子分子分子和键的极性相一致；分子和键的极性相一致；多原子分子多原子分子分子空间结构对称，非极性分子；分子空间结构对称，非极性分子；分子空间结构不对称，极性分子。分子空间结构不对称，极性分子。O-C
2、-OH2OCH4非极性键构成的分子，必是非极性分子。非极性键构成的分子，必是非极性分子。回回回回放放放放 分子的极性就是分子分子的极性就是分子的电性。因此，可用电的电性。因此，可用电学实验予以验证：学实验予以验证： 水分子的极性使其能水分子的极性使其能在微波作用下震荡。微在微波作用下震荡。微波炉以此烹饪食品。波炉以此烹饪食品。物质的电性物质的电性物质的溶解性物质的溶解性物质的溶解性遵循物质的溶解性遵循“相似相溶相似相溶”的规的规律。律。在溶液中，极性相似的物质相趋向。在溶液中，极性相似的物质相趋向。C2H6 / H2O 这张纸片之所以如这张纸片之所以如此此“倔犟倔犟”，是因为：，是因为：铅笔把
3、石墨涂在纸上，铅笔把石墨涂在纸上，而石墨是非极性的；而石墨是非极性的；另一面，纸的纤维是另一面，纸的纤维是极性分子构成的极性分子构成的。溶液里发生了如下的反应：溶液里发生了如下的反应：2KBr+Cl2Br2+2KCl虽然水溶液里还有虽然水溶液里还有KBr：Br+Br2Br3 Br2还是进入了还是进入了CCl4。这这表明表明Br2在在CCl4中溶解度中溶解度比比Br大得多大得多。I2CCl4I2也是如此。也是如此。Cl2KBr某些物质的表面活性某些物质的表面活性 有一类物质，结构上由不对称的两部分有一类物质，结构上由不对称的两部分( (极性和非极性）组成（又称双亲化合物）极性和非极性）组成（又称
4、双亲化合物）：常表示为：常表示为：如：十二烷基磺酸钠如：十二烷基磺酸钠这类物质称这类物质称表面活性剂表面活性剂，具有广泛用途。，具有广泛用途。 极性基 非极性基（亲水基 ） （亲油基） 表面活性剂的最重要作用是能降低表表面活性剂的最重要作用是能降低表面张力。面张力。什么是表面张力？什么是表面张力？ 两根火柴被表面张力拉在一起，又于表两根火柴被表面张力拉在一起，又于表面张力的降低而分开。面张力的降低而分开。 物体表面层分子物体表面层分子便受到一种向内的便受到一种向内的力。欲使表面积增力。欲使表面积增大，就必须做功。大，就必须做功。此功即此功即表面张力表面张力。符号：符号：， 单位：单位：Nm-1
5、-1。当溶液中溶有双亲分当溶液中溶有双亲分子时，其极性基指向子时，其极性基指向水，非极性基指向气。水，非极性基指向气。 由于水与亲油基的由于水与亲油基的排斥使表面活性剂在表面形成单分子膜。排斥使表面活性剂在表面形成单分子膜。这种斥力降低了水的收缩力，即降低了这种斥力降低了水的收缩力，即降低了表面张力。表面张力。 表面活性剂具有降低表面张力的功能，表面活性剂具有降低表面张力的功能，这种性质称这种性质称表面活性表面活性。表面活性剂的性质表面活性剂的性质 临界胶束浓度（临界胶束浓度（CMC）：）： 表面活性剂的浓度只有稍大于表面活性剂的浓度只有稍大于CMC时时才能发挥最大作用。才能发挥最大作用。 当
6、浓度增加到液面形成当浓度增加到液面形成表面活性剂的单分子膜时表面活性剂的单分子膜时( (10- -3- -10- -5) )，表面张力降，表面张力降到最低点。到最低点。 当表面活性剂的浓度超过当表面活性剂的浓度超过CMC时，它时，它们的亲油基受水分子的排斥而相互聚在一们的亲油基受水分子的排斥而相互聚在一起，形成团状结构，称胶束。起，形成团状结构，称胶束。 胶束内部是亲油的，可提高非水熔性的胶束内部是亲油的，可提高非水熔性的物质溶解度物质溶解度胶束增熔。胶束增熔。 表面活性剂的亲水性表面活性剂的亲水性, ,即即HLB值值。 双亲分子极性基团极性越强，双亲分子极性基团极性越强，HLB值值越大。越大
7、。 HLB值可以表示表面活性剂的特性及值可以表示表面活性剂的特性及使用范围使用范围。十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠（LAS） 1.7失水山梨醇单油酸酯失水山梨醇单油酸酯（span80） 4.3烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚（OP10） 14.5脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚（平平加O20） 16.5聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯（Tween20）16.7一些表面活性剂的HLB值工业用表面活性剂的工业用表面活性剂的HLBHLB值值防水乳剂防水乳剂 9-11 抗静电剂抗静电剂 20-30家庭洗涤剂家庭洗涤剂 13 金属净洗剂金属净洗剂 11-13雪花膏雪花膏 3-7
8、 液体手用皂液体手用皂 14切削油切削油 10 防锈剂防锈剂 4磺胺软膏磺胺软膏 5 青霉素软膏青霉素软膏 8湿润剂湿润剂 12-15 干洗剂干洗剂 3-4 水性乳胶漆水性乳胶漆 1416 维生素油维生素油 10-17表面活性剂的基本作用表面活性剂的基本作用 润湿润湿 渗透作用渗透作用; ; 不同的界面间表面张力不同。表面活不同的界面间表面张力不同。表面活性剂降低表面张力便可以提高润湿作用。性剂降低表面张力便可以提高润湿作用。 由于润湿作用的增强，使渗透作用也由于润湿作用的增强，使渗透作用也得以提高。得以提高。 乳化乳化 分散作用：分散作用： 在不互溶的油在不互溶的油- -水间，由于表面活性剂
9、水间，由于表面活性剂的加入，可以使系统成的加入，可以使系统成为乳状分散系。为乳状分散系。W/O O/WW/O O/W乳液有两种：乳液有两种：油包水油包水（W/O）水是分散质；水是分散质；水包油水包油（O/W）油是分散质。油是分散质。 把固体微粒分散于溶剂中的作用称分散把固体微粒分散于溶剂中的作用称分散作用。表面活性剂的分散作用与乳化作用作用。表面活性剂的分散作用与乳化作用相似。相似。 起泡起泡 消泡作用：消泡作用： 不溶性气体分散于液体或固体中形成的不溶性气体分散于液体或固体中形成的分散系分散系气泡。气泡。 表面活性剂可以使气泡稳定存在。如果表面活性剂可以使气泡稳定存在。如果能把起泡剂替换出来
10、，就可以消泡。能把起泡剂替换出来，就可以消泡。 洗涤作用。洗涤作用。 表面活性剂的洗涤表面活性剂的洗涤作用是润湿、渗透、作用是润湿、渗透、 乳化、分散的综合结乳化、分散的综合结果。果。防锈剂是一种表面活性剂。防锈剂是一种表面活性剂。润滑油（润滑脂）的防锈作用润滑油（润滑脂）的防锈作用 它的极性基吸附于金属件上，而油性基它的极性基吸附于金属件上，而油性基则在在摩擦件中间形成油膜。把固体摩擦则在在摩擦件中间形成油膜。把固体摩擦变为液体摩擦，起到减磨作用。变为液体摩擦，起到减磨作用。黏结剂的作用也有类似的模型黏结剂的作用也有类似的模型 极性材料要使用极性黏结剂，非极性材极性材料要使用极性黏结剂，非极
11、性材料要使用非极性黏结剂。料要使用非极性黏结剂。黏结剂也是依据分子的极性产生作用的。黏结剂也是依据分子的极性产生作用的。黏结剂多是高分子材料。黏结剂多是高分子材料。高聚物分子中的极性基团高聚物分子中的极性基团 高聚物分子的极性是指链节中存在着高聚物分子的极性是指链节中存在着极性基团，使整个分子呈极性。极性基团，使整个分子呈极性。CH2CH2）（nCHCH）（nCl Cl在在尼龙尼龙6中有氨基和羰基：中有氨基和羰基：如，聚乙烯和聚氯乙烯如，聚乙烯和聚氯乙烯 ：ABS：涤纶：涤纶：尼龙尼龙66：高分子的极性基团对高聚物性质的影响高分子的极性基团对高聚物性质的影响机械性能：机械性能：分子间力大，机械
12、强度就大。分子间力大，机械强度就大。 大分子的极性基团可以增强大分子的极性基团可以增强 分子间力。分子间力。电性能：电性能：高聚物无电子、离子，多是绝高聚物无电子、离子，多是绝 缘体。但极性基团在电场中会缘体。但极性基团在电场中会 周期性取向，产生位移电流，周期性取向，产生位移电流， 使其具有导电性。使其具有导电性。溶解性：溶解性：符合符合“相似相溶相似相溶”原理。但不原理。但不同同 于低分子，其溶解过程可分为于低分子，其溶解过程可分为 溶胀、溶解两步：溶胀、溶解两步：溶胀：溶胀：溶剂分子进入高分子链中，使高溶剂分子进入高分子链中，使高 分子链间距增大，体积膨胀；分子链间距增大，体积膨胀；溶解
13、：溶解：高分子链间距离继续扩大，直至高分子链间距离继续扩大，直至 高分子链彼此分离而进入溶剂。高分子链彼此分离而进入溶剂。极性基团的数量对溶解性有大影响。极性基团的数量对溶解性有大影响。 “分子的极性分子的极性”是分子层次上最是分子层次上最基本的结构特征之一，也是普通化基本的结构特征之一，也是普通化学中最重要的基本概念。依此可以学中最重要的基本概念。依此可以说明物质的许多性质：电性能、溶说明物质的许多性质：电性能、溶解性、表面活性、减磨性、黏结性、解性、表面活性、减磨性、黏结性、机械性能等等。机械性能等等。 此处我们把它作为一个独立的话此处我们把它作为一个独立的话题讨论，意在提倡一种融会贯通的题讨论，意在提倡一种融会贯通的学习方法。学习方法。
