1．能從原子的結(jié)構(gòu)和組成出發(fā)，初步
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.了解高分子化合物的概念和特征，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析等核心素養(yǎng)。 2.認(rèn)識(shí)高分子化合物的特性，樹立物質(zhì)“結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-用途”的理念。 3.通過探究聚乙烯塑料碎片的熔化情況，培養(yǎng)發(fā)展現(xiàn)象觀察與規(guī)律認(rèn)知等核心素養(yǎng)。 4.認(rèn)識(shí)高分子材料在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的美好情感，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等核心素養(yǎng)。
合成高分子材料制品在我們?nèi)粘Ｉ钪斜粡V泛應(yīng)用，給人們的生活帶來了極大的方便。那么，什么是高分子化合物？它有哪些特性？
有機(jī)高分子材料是以有機(jī)高分子化合物為主要組分的材料，前面我們接觸到的淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等都是天然的有機(jī)高分子化合物，塑料、合成纖維和合成橡膠等是通過人工合成制造出來的，稱為合成高分子化合物。
主題六·常見生物分子及合成高分子化合物
6.3合成高分子化合物
烴、烴的衍生物、低聚糖等化合物分子量一般都低于1000，稱為低分子化合物或稱為小分子。 淀粉和纖維素的分子量從幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)，蛋白質(zhì)的分子量從幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)或更高，聚氯乙烯的分子量一般達(dá)幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)，通常把這些分子量巨大的化合物稱為高分子化合物，簡(jiǎn)稱高分子。
（一）高分子化合物的概念
（二）高分子化合物的主要特征
高分子化合物的分子是由特定的結(jié)構(gòu)單元通過共價(jià)鍵經(jīng)多次重復(fù)連接而成的。高分子里每個(gè)特定的結(jié)構(gòu)單元也稱為鏈節(jié)，例如，聚乙烯的單體為乙烯，鏈節(jié)為“－CH2－CH2－”。每個(gè)高分子里鏈節(jié)的數(shù)目叫做聚合度，用n表示。
如圖所示為聚乙烯分子模型。顯然，聚合度越大，重復(fù)排列的鏈節(jié)數(shù)越多，高分子的分子量就越大。因此，高分子化合物也稱為高分子聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物。
高分子化合物的結(jié)構(gòu)分為兩種，即線型結(jié)構(gòu)和體型（網(wǎng)狀）結(jié)構(gòu)，如圖6-3-3所示。 （a）不帶支鏈的線型結(jié)構(gòu) （b） 帶支鏈的線型結(jié)構(gòu) （c） 交聯(lián)的體型（網(wǎng)狀）結(jié)構(gòu) 圖6-3-3 高分子化合物的結(jié)構(gòu)類型示意圖
有些高分子是由一個(gè)個(gè)鏈節(jié)連接起來而成的長(zhǎng)鏈，如淀粉、纖維素是由C-C鍵和C-O鍵連接成的長(zhǎng)鏈，聚乙烯則是由C-C鍵相連接形成的，這就是高分子的線型結(jié)構(gòu)。線型結(jié)構(gòu)的高分子中，可以有支鏈，也可以不帶支鏈。但如果在高分子鏈上含有能與其他的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的官能團(tuán)時(shí)，高分子鏈之間就會(huì)產(chǎn)生一些交聯(lián)，從而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這就是高分子的體型（網(wǎng)狀）結(jié)構(gòu)，如硫化橡膠等。
瓊脂是目前用途最廣泛的海藻膠之一，它被廣泛用于食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、日用化工、生物工程等許多方面，在生物實(shí)驗(yàn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被用作培養(yǎng)基。查閱資料，了解瓊脂的成分是什么？是不是屬于高分子化合物？為什么可以用作培養(yǎng)基？
二、高分子化合物的特性
高分子化合物中的原子連接成線狀但帶有較長(zhǎng)分支時(shí)，在適當(dāng)溶劑中可溶解。而高分子化合物中的原子連接成網(wǎng)狀時(shí)，這種高分子由于一般都不是平面結(jié)構(gòu)而是立體結(jié)構(gòu)，所以也叫體型高分子。體型高分子不易溶解，能在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥苊洝?br/>線型高分子化合物的分子在通常情況下是卷曲的，當(dāng)受到外力作用時(shí)，可稍被拉直，當(dāng)外力去掉后，分子又恢復(fù)成原來卷曲的形狀，這種性質(zhì)稱為彈性。生膠是一種線型高分子化合物，有很大的彈性。體型高分子里的長(zhǎng)鏈，如果彼此交聯(lián)不多，也有一定的彈性。如果交聯(lián)較多，就會(huì)失去彈性變成堅(jiān)硬的物質(zhì)，如硬橡皮等。
將1支放有少量聚乙烯塑料碎片的試管，置于酒精燈火焰上緩緩加熱，觀察碎片軟化和熔化的情況。將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填入表6-3-2。 表6-3-2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 像聚乙烯塑料這樣的線型高分子化合物，當(dāng)加熱到一定溫度，就漸漸軟化。
將熔化的塑料制成一定的形狀，冷卻以后這種形狀就固定下來，這種性質(zhì)稱為可塑性。體型高分子化合物因交聯(lián)得多，加熱時(shí)不能軟化，沒有可塑性，如酚醛樹脂（俗稱電木）。
高分子材料相對(duì)密度小，強(qiáng)度高，一些工程塑料的強(qiáng)度超過鋼鐵和其他金屬材料。如玻璃鋼是以玻璃纖維或其制品作增強(qiáng)材料的增強(qiáng)塑料，稱為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，其強(qiáng)度比合金鋼大1.7倍，比鈦鋼大1倍。由于高分子材料具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、價(jià)廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，在不少場(chǎng)合已逐步取代金屬材料。
高分子化合物線性或體性結(jié)構(gòu)中的原子是以共價(jià)鍵結(jié)合的，一般不易導(dǎo)電，通常是良好的絕緣材料，被廣泛應(yīng)用于電氣工業(yè)上。如電線的包皮、電插座等都是用塑料制成的，開關(guān)面板的主要材料——酚醛樹脂就是最常用的電絕緣材料。
高分子化合物對(duì)多種射線如α、β、γ和X射線有抵抗能力，可以抗輻射。有的高分子材料還具有耐化學(xué)腐蝕、耐熱、耐磨、不透水等性能，可用于某些特殊需求的領(lǐng)域。 高分子材料也有易燃燒、易老化和廢棄后不易分解等缺點(diǎn)。
塑料是指在一定的溫度和壓強(qiáng)下可塑制成型的合成高分子材料，是以合成樹脂為基本原料，加上適量的添加劑和填充料，經(jīng)一定的溫度、壓強(qiáng)等加工處理成的塑料制品。 塑料的品種很多，根據(jù)它們受熱時(shí)所表現(xiàn)的性能不同，可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類，熱塑性塑料為線型高分子，熱固性塑料為體型高分子。根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)，塑料又可分為通用塑料、工程塑料、耐高溫塑料和特種塑料。
塑料具有重量輕、介電性能和機(jī)械性能優(yōu)良、化學(xué)穩(wěn)定性高、生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防建設(shè)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。
纖維可分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類?；瘜W(xué)纖維又可分為人造纖維和合成纖維。 人造纖維是利用不能直接紡織的天然纖維（如木材、棉短絨）作原料經(jīng)化學(xué)處理制成的。 合成纖維是利用石油、煤、天然氣等為原料，經(jīng)過化學(xué)合成和機(jī)械物理加工制成的一種人造纖維。
在合成纖維中，最重要的是聚酰胺纖維（錦綸）、聚酯纖維（滌綸）和聚丙烯腈纖維（腈綸），這三種纖維被稱為三大合成纖維，它們的總產(chǎn)量占全部合成纖維產(chǎn)量的90%左右。
根據(jù)原料來源，橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠兩種。天然橡膠由橡膠樹（圖6-3-4）或橡膠草中的膠乳加工而制得的，而合成橡膠 圖6-3-4橡膠樹是以石油、天然氣或煤等為原料生產(chǎn)出的二烯烴作為結(jié)構(gòu)單元，再使它們聚合而制成的高分子化合物。 合成橡膠在某些性能上比天然橡膠好。合成橡膠的品種很多，常見的有丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠等。
1.“三大合成材料”是指 、 和 。2.日常生活中所接觸到的高分子化合物有哪些？

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第三節(jié) 合成高分子化合物

版本： 高教版（2021）

年級(jí)： 農(nóng)林牧漁類

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