范例1聚合物的性質(zhì)6課件

1、（配合翰版課本 P.124；講義 P.132） 一、定義1. 聚合反應(yīng)：許多小分子經(jīng)由化學(xué)反應(yīng)，重複以共價(jià)鍵相互結(jié)合，形成大分子的過(guò)程。2. 單體：構(gòu)成聚合物的小分子。3. 單體單元：在聚合物結(jié)構(gòu)中，重複出現(xiàn)的部分。4. 聚合物：又稱為高分子化合物，為分子量非常大的物質(zhì)。5. 聚合度：一個(gè)高分子所含單體的數(shù)目，以 n 表示，但 n 為非固定值。（配合翰版課本 P.125；講義 P.132）二、聚合物的性質(zhì)1. 聚合物通常是由不同數(shù)目的單體聚合而成的混合物，故聚合物的分子量多以平均分子量表示，其平均分子量大約在 103 以上。2. 聚合物的性質(zhì)與其單體的性質(zhì)差異甚大。：乙烯（有 鍵）和聚乙烯（全

2、為 鍵）化學(xué)性質(zhì) 不同。3. 若聚合物的分子鏈上有官能基，其性質(zhì)與單體的官能基相同，但這些官能基的活性，會(huì)受鄰近官能基的影響。： 和均具有可解離的 H。4. 聚合物的分子間有很強(qiáng)的分子間作用力，可利用其機(jī)械性加工成各種製品。但若聚合物的分子有側(cè)鏈，會(huì)影響分子排列的緊密性，造成比重減小及機(jī)械強(qiáng)度降低。：高密度聚乙烯材質(zhì)偏硬；低密度聚乙烯材質(zhì)較軟。下列關(guān)於聚合物的敘述，何者錯(cuò)誤？(A)聚合物是由不同數(shù)目的單體分子組成之混合物(B)聚合物鏈上所接的官能基保有此官能基原有之化性(C)聚合物有側(cè)鏈時(shí)，並不影響其比重大小及機(jī)械性質(zhì)(D)聚合物鏈上所接的官能基之活性會(huì)受到鄰近官能基的影響(E)聚合物很難結(jié)晶

3、成晶體，所以沒有一定的熔點(diǎn)。(C)(C) 聚合物有側(cè)鏈時(shí)，會(huì)影響分子排列的緊密性，而使比重減小及機(jī)械強(qiáng)度降低。範(fàn)例 1聚合物的性質(zhì)下列有關(guān)聚合物的敘述，何者正確？(A)聚合物為純物質(zhì)(B)易形成晶體(C)聚合物的分子量為其平均分子量(D)組成的單體僅限一種。(C)聚合物為混合物，其分子量以平均分子量表示；由於聚合物分子大小不一，故無(wú)法形成晶體；組成聚合物的單體可一種或多種聚合。 類題 1-1聚乙烯之分子式可以 表示，若某聚乙烯之分子量約 40000，則其 n 值約為若干？(A) 2000(B) 1400(C) 1000(D) 700(E) 500。(B) 4000028 n40000解得 n1

4、4281400範(fàn)例 2聚合度之計(jì)算直鏈狀飽和烴燃燒，每 1 mol CH2 原子團(tuán)放熱 156 kcal。求 100 g 聚乙烯完全燃燒，約放熱若干 kcal？(A) 1500(B) 1300(C) 1200(D) 1100(E) 800。(D)類題 2-1（配合翰版課本 P.125、P.126；講義 P.133）三、加成與縮合聚合反應(yīng)1. 加成聚合反應(yīng)：?jiǎn)误w間藉由化學(xué)鍵結(jié)合而成聚合物，沒有損失單體中任何原子，也沒有產(chǎn)生其他副產(chǎn)物，即聚合物的單體單元之原子種類及數(shù)目與單體相同。(1) 單體：具有不飽和 鍵的 CC 或 CC 的化合物。加成聚合反應(yīng) ：乙烯聚合反應(yīng)。(2) 特性：聚合物所含元素的

5、質(zhì)量百分率組成與單體相同，聚合物的分子量即為單體分子量的整數(shù)倍。動(dòng)畫：加成聚合反應(yīng)2. 縮合聚合反應(yīng)：具有雙官能基單體相互結(jié)合時(shí)，經(jīng)由脫去水、醇、氨或鹵化物等小分子而聚合成高分子的反應(yīng)。(1) 單體：通常至少含有兩個(gè)官能基的化合物，在不同方位進(jìn)行連續(xù)的分子間縮合反應(yīng)。 ：由乙二醇和對(duì)苯二甲酸單體，縮合聚合成聚 對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）。 上述物質(zhì)是商品名稱為達(dá)克綸的聚酯纖維， 可作為衣料纖維，亦可製成寶特瓶。(2) 特性：聚合物所含元素的質(zhì)量百分率組成與單體不同。動(dòng)畫：縮合聚合反應(yīng)（配合翰版課本 P.127；講義 P.134）四、同元聚合物與共聚物1. 同元聚合物：由一種單體聚合而成的聚合物

6、。：聚氯乙烯是由氯乙烯聚合而成；澱粉是由 -葡萄糖聚合而成。2. 共聚物：由兩種或兩種以上的單體聚合而成的聚合 物。：耐綸-66 是由 1,6-己二胺和己二酸縮合聚合而成。下列何者是加成聚合反應(yīng)的必要條件？(A)單體為多官能基化合物(B)單體為不飽和有機(jī)化合物(C)由兩種以上的單體聚合而成(D)聚合過(guò)程中釋出小分子(E)單體單元和單體含有之原子種類及數(shù)目不同。(B)(A) 縮合聚合反應(yīng)的單體才需具此條件。(C) 可以由一種或多種單體進(jìn)行聚合。(D) 縮合聚合反應(yīng)才會(huì)釋出小分子。(E) 單體單元和單體有相同的原子種類及數(shù)目。範(fàn)例 3加成反應(yīng)的條件下列何種物質(zhì)可作為縮合聚合反應(yīng)的單體？(D)(D)

7、 單體至少有兩種官能基可進(jìn)行縮合反應(yīng)。類題 3-1有關(guān)聚乙烯的敘述，哪些正確？(A)以乙烯為單體(B)是一種縮合聚合物(C)是一種加成聚合物(D)為同元聚合物(E)為共聚物。(A)(C)(D)聚乙烯（PE）為加成聚合物，單體為乙烯的同元聚合物。範(fàn)例 4聚乙烯的性質(zhì)下列各種有機(jī)分子，哪些可作為加成聚合物之單體？(B)(D)(E)單體必須具有不飽和的 鍵，方可進(jìn)行加成聚合。類題 4-1（配合翰版課本 P.128 P.131；講義 P.135）五、塑膠1. 定義：以高分子量的合成樹脂為主要成分，加入適當(dāng)?shù)奶砑觿缢芑瘎⒎€(wěn)定劑、著色劑等，經(jīng)過(guò)加工成型的材料。 塑化劑：為削弱聚合物分子間的凡得瓦力，

8、從而增加聚合物分子鏈的移動(dòng)性，降低分子的結(jié)晶度，增加它的可塑性。常用的是鄰苯二甲酸酯類。：鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）。非凡電視-臺(tái)灣發(fā)明王 9-1（抗靜電的玉米塑膠）2. 分類：根據(jù)熱性能和加工特性。(1) 熱塑性塑膠： 結(jié)構(gòu)：聚合鏈都是線形或帶支鏈的結(jié)構(gòu)，分子鏈間只有分子間作用力。 特性：具有加熱軟化、冷卻硬化的特性，可回收重新塑造再利用的塑膠。 回收標(biāo)誌：由美國(guó) 塑膠製品協(xié)會(huì)訂定常用的塑膠編碼，由三個(gè)箭頭所形成的三角形、底部標(biāo)示縮寫的塑膠名稱，中間數(shù)字代表塑膠的材質(zhì)。： 代表編號(hào) 1 PET 塑膠的回收標(biāo)誌。 常見的熱塑性塑膠回收標(biāo)誌、結(jié)構(gòu)、單體與實(shí)例：回收標(biāo)誌名稱與結(jié)構(gòu)單

9、體實(shí)例PET聚對(duì)苯二甲酸乙二酯乙二醇HOCH2CH2OH對(duì)苯二甲酸寶特瓶、聚酯纖維、產(chǎn)品包裝紙回收標(biāo)誌名稱與結(jié)構(gòu)單體實(shí)例HDPE高密度聚乙烯乙烯塑膠瓶、檔案夾、水桶、塑膠箱PVC聚氯乙烯氯乙烯電線外皮、防水用品、人造皮革1.2.回收標(biāo)誌名稱與結(jié)構(gòu)單體實(shí)例LDPE低密度聚乙烯乙烯塑膠袋、保鮮膜PP聚丙烯丙烯容器、奶瓶、醫(yī)療器具、毛毯3.環(huán)保杯回收號(hào)碼 非耐熱標(biāo)示！回收標(biāo)誌名稱與結(jié)構(gòu)單體實(shí)例PS聚苯乙烯苯乙烯保麗龍、藥品容器、絕緣材料OTHER 其他類材質(zhì)，如玻璃纖 維、耐綸、聚碳酸酯及 聚乳酸等衣服纖維、光碟片、樹脂鏡片4. HDPE 分子鏈中含支鏈少，密度較大，材質(zhì)強(qiáng)度較硬。 PVC 材質(zhì)含有

10、氯元素，而且製造 PVC 一定有添加劑或塑化劑，所以，一般禁止在食品或飲料的包裝膜及容器上使用。 LDPE 分子鏈中含有較多的長(zhǎng)短支鏈，密度較小，材質(zhì)強(qiáng)度較軟。 發(fā)泡聚苯乙烯俗稱保麗龍，目前較多使用的發(fā)泡劑為二氧化碳。1.2.3.4.(2) 熱固性塑膠： 結(jié)構(gòu)：為網(wǎng)狀的聚合物。 特性：質(zhì)地堅(jiān)硬，固化成型後再受熱也不易熔化變形。雖然耐高溫，卻無(wú)法回收再利用，因此容易造成環(huán)保問(wèn)題。 常見熱固性塑膠的結(jié)構(gòu)、單體及其用途：名稱與結(jié)構(gòu)單體用途酚甲醛樹脂，俗稱電木 插座、開關(guān)、電路板等苯酚甲醛名稱與結(jié)構(gòu)單體用途尿素甲醛樹脂 電器外殼，建築的保溫材料尿素甲醛名稱與結(jié)構(gòu)單體用途美耐皿樹脂，又名聚脲樹脂 廚具、

11、餐具等三聚氰胺甲醛分析甲、乙、丙三種塑膠的組成，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：回答下列問(wèn)題：(1) 何者屬於熱塑性塑膠？(2) 何者屬於熱固性塑膠？(1)甲、乙(2)丙範(fàn)例 5聚合物的結(jié)構(gòu)以下列物質(zhì)的代號(hào)：(a)葡萄糖、(b)澱粉、(c)耐綸、(d)寶特瓶、(e)纖維素、(f)胺基酸、(g)蛋白質(zhì)、(h)電木、(i)聚氯乙烯，回答下列問(wèn)題：(1) 何者不是聚合物？(2) 何者為天然聚合物？(3) 何者為合成聚合物？(4) 合成聚合物中，哪些為熱塑性聚合物？(5) 合成聚合物中，哪些為熱固性聚合物？(1)(a)、(f)(2)(b)、(e)、(g)(3)(c)、(d)、(h)、(i)(4)(c)、(d)、(i

12、)(5)(h)類題 5-1資源回收是配合永續(xù)發(fā)展的必要工作，標(biāo)示有回收標(biāo)誌 之廢容器，皆應(yīng)回收。常見的七大塑膠標(biāo)示如下表所示。下列敘述哪些正確？【100 指考】範(fàn)例 6回收標(biāo)誌的認(rèn)識(shí)(A)標(biāo)示有之塑膠容器可作為碳酸飲料瓶(B)標(biāo)示與標(biāo)示的塑膠材料是用不同的單體聚合而成(C)標(biāo)示之塑膠容器，燃燒時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生具有毒性的戴奧辛(D)標(biāo)示之塑膠容器屬於熱塑性塑膠(E)標(biāo)示之塑膠容器，主要是由苯與乙烯兩種單體聚合而成?！?00 指考】範(fàn)例 6回收標(biāo)誌的認(rèn)識(shí)(A) PET 可作為寶特瓶材料，故可裝碳酸飲料。(B) 均為乙烯單體，但製法不同。(C) PVC 燃燒會(huì)產(chǎn)生多氯聯(lián)苯、戴奧辛等有毒物質(zhì)。(D) 可回

13、收塑膠皆為熱塑性塑膠。(E) 聚苯乙烯的單體為苯乙烯，而苯乙烯的製法是將乙苯催化脫氫製得。(A)(C)(D)【100 指考】範(fàn)例 6回收標(biāo)誌的認(rèn)識(shí)(D) 結(jié)構(gòu)為(A)(B)(C)類題 6-1關(guān)於聚酯纖維（達(dá)克綸）的敘述，哪些正確？(A)原料為對(duì)苯二甲酸與乙二醇(B)對(duì)苯二甲酸可由對(duì)二甲苯氧化而得(C)該纖維簡(jiǎn)稱 PET，可作為寶特瓶的材料(D)結(jié)構(gòu)式為(E)由於相鄰聚合物鏈間產(chǎn)生氫鍵，該纖維具有彈性。 (E) 聚酯纖維鏈間沒有氫鍵 。寫出下列聚合物單體的結(jié)構(gòu)式：(2)(3)、(1)、範(fàn)例 7聚合物單體的判斷下列各聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，何者錯(cuò)誤？類題 7-1(C)（配合翰版課本 P.132 P.13

14、4；講義 P.139）六、天然橡膠與常見的合成橡膠1. 天然橡膠：(1) 來(lái)源：取自橡膠樹所採(cǎi)集的天然乳膠，經(jīng)凝固、乾燥等加工方式，製成的彈性固體原料。(2) 單體：異戊二烯（中文系統(tǒng) 命名為 2-甲基-1,3-丁二烯）。(3) 聚合物：天然橡膠的主要成分是順-1,4-聚異戊二烯，結(jié)構(gòu)中仍有雙鍵。(4) 加硫橡膠：美國(guó)人固特異將天然橡膠進(jìn)行硫化處理，使橡膠的分子鏈互相連結(jié)，因而具有彈性。2. 合成橡膠：(1) 原由：因天然橡膠的成本太高，且產(chǎn)量不足，故改以人工合成具有彈性的高分子材料取代天然橡膠。(2) 來(lái)源：以石油、煤或穀物等原料，生產(chǎn)出具有二烯類的單體。(3) 聚丁二烯橡膠： 以 1,3-

15、丁二烯為單體，在催化劑存在下，製成順式聚丁二烯。 加硫處理後的聚丁二烯橡膠，具有彈性高、耐磨性好、抗老化佳，但抗拉強(qiáng)度及可塑性較天然橡膠差。 一般用於耐熱膠管及鞋底。(4) 氯丁二烯橡膠： 以乙炔為原料，合成 2-氯-1,3-丁二烯，再聚合生成氯丁二烯橡膠。 俗稱新平橡膠，耐熱性及耐燃性高，具優(yōu)異的耐油性和耐化學(xué)侵蝕性。 可用於製造耐油膠管、潛水布料、救生艇等。(5) 苯乙烯-丁二烯橡膠： 由苯乙烯和丁二烯為單體所形成的共聚物。 具有耐磨和抗拉性，且絕緣性佳，但不耐油及有機(jī)溶劑。 廣泛用於輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠製品。(6) 矽橡膠： 又稱矽膠，俗名矽利康，是一種介於有機(jī)

16、與無(wú)機(jī)的聚合物。 R 為甲基、乙基或苯基，經(jīng)由改變鏈長(zhǎng)、R 的種類與鏈間的交聯(lián)，可得到不同組成與性質(zhì)的材料。 具有耐高溫、耐嚴(yán)寒，無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒、耐水性和抗氧化能力。 應(yīng)用於醫(yī)療器材、汽車零件及建築用的密封 膠。下列關(guān)於天然橡膠的敘述，何者錯(cuò)誤？(A)單體為 CH2C(CH3)CHCH2(B)化學(xué)式可寫成 (C)化學(xué)式可寫成(D)長(zhǎng)期曝露在空氣中，會(huì)氧化而變得硬且脆(E)在生膠中加適量硫粉，會(huì)使分子間產(chǎn)生硫橋，使橡膠更有彈性。(C) 為天然橡膠的化學(xué)式。範(fàn)例 8天然橡膠結(jié)構(gòu)下列有關(guān)異戊二烯的敘述，哪些正確？(A)加熱天然橡膠分解產(chǎn)生(B)分子中有 鍵(C)有幾何異構(gòu)物存在(D)可發(fā)生加成聚合

17、反應(yīng)(E)在催化劑存在下，可發(fā)生加氫反應(yīng)，產(chǎn)生異戊烷。(A)(B)(D)(E)類題 8-1新平橡膠是一用途廣泛的橡膠，其結(jié)構(gòu)如 所示。在適當(dāng)條件下，試問(wèn)新平橡膠可由下列哪一選項(xiàng)所建議的化合物聚合而得？(A) CH3CHCClCH3(B) HOCH2CHCClCH2OH(C) CH2CH2 與 CH2CHCl(D) CH2CHCClCH2(E) HCHO 與 CHCCl。(D)【97 指考】範(fàn)例 9新平橡膠的單體合成新平橡膠需要下列哪些原料？(A)電石(B)水(C)氯化氫(D)催化劑(E)氫氣。類題 9-1(A)(B)(C)(D)82生物體中的大分子（配合翰版課本 P.137 P.141；講義

18、P.144）一、多醣1. 由單醣聚合而成的天然聚合物，結(jié)構(gòu)屬於聚醚類。自然界的多醣有澱粉、肝醣及纖維素。(1) 單醣：常見有葡萄糖、果糖和半乳糖，結(jié)構(gòu)含有 羥基、醛基或酮基，均為還原醣。(2) 雙醣：由兩個(gè)單醣脫去一分子水而成，常見有蔗 糖、乳糖和麥芽糖，其中蔗糖為非還原醣。2. 澱粉：(1) 組成：由成百上千個(gè) -葡萄糖縮合聚合而成的螺旋狀高分子，化學(xué)式為 (C6H10O5)n，不具還原性，是植物儲(chǔ)存能量的一種方式。澱粉的分子結(jié)構(gòu)(2) 種類：澱粉依其鏈狀結(jié)構(gòu)，可分為直鏈澱粉和分枝澱粉。 直鏈澱粉：無(wú)分枝的螺旋結(jié)構(gòu)，澱粉中大約有 20 25的存量。直鏈澱粉（如右圖）遇碘呈藍(lán)色，主因是澱粉螺旋

19、中央空穴恰能容下碘分子，經(jīng)由凡得瓦力作用，形成一種藍(lán)黑色錯(cuò)合物。 分枝澱粉：自直鏈分出支鏈的澱粉結(jié)構(gòu)，一般澱粉中分枝澱粉的含量約在 75 80。分枝澱粉遇碘呈紫紅色。(3) 澱粉是綠色植物行光合作用的產(chǎn)物，大多存在植物的種子或塊根中。3. 肝醣：(1) 組成：結(jié)構(gòu)與分枝澱粉相似，化學(xué)式為 (C6H10O5)n，又稱為動(dòng)物澱粉，分枝較短且較多。(2) 主要存在於肝臟與肌肉中，當(dāng)劇烈運(yùn)動(dòng)或肌肉收縮時(shí)，肝醣會(huì)很快分解成葡萄糖，並可迅速提供能 量。4. 纖維素：(1) 組成：由數(shù)千個(gè) -葡萄糖縮合聚合而成的聚合物。纖維素的分子結(jié)構(gòu)(2) 是植物細(xì)胞壁的主要成分，無(wú)甜味及還原性，是自然界含量最多、分布最

20、廣的一種多醣。(3) 食物中的纖維素稱為膳食纖維，雖然不被人體消化吸收，但可促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，利於糞便排出。草食動(dòng)物與白蟻則依賴其消化道中的共生微生物，將纖維素分解，從而得以吸收利用葡萄糖。(4) 纖維素可用於紡織和造紙，也可合成賽璐珞，賽璐珞可作為乒乓球與吉他撥片的材料，纖維素和醋酸酯化可製成醋酸纖維素，用於製造電影膠片、膠黏劑等。下列有關(guān)澱粉和纖維素之?dāng)⑹?，何者錯(cuò)誤？(A)澱粉在人體中可水解成葡萄糖(B)纖維素與澱粉是同分異構(gòu)物(C)澱粉與纖維素之結(jié)構(gòu)式不同，但實(shí)驗(yàn)式相同(D)澱粉及纖維素同屬於聚醚類(E)澱粉和纖維素均無(wú)還原性。(B)(B) 澱粉與纖維素的化學(xué)式為 ， n 值不同，因此不是同

21、分異構(gòu)物。範(fàn)例 1澱粉與纖維素的性質(zhì)(C)類題 1-1（配合翰版課本 P.141 P.146；講義 P.145）二、蛋白質(zhì)與酵素1. 存在與組成：(1) 蛋白質(zhì)是生物體的重要組成物質(zhì)，人體的肌肉、毛髮、指甲和皮膚，大部分的成分是蛋白質(zhì)。(2) 組成單體：-胺基酸，常見者約有 20 種。(3) 蛋白質(zhì)是由許多 -胺基酸藉醯胺鍵（肽鍵）連接而成的聚醯胺，屬高分子量的天然聚合物。2. 胺基酸：(1) -胺基酸是分子結(jié)構(gòu)中胺基（NH2）與羧基（COOH）都連接在同一個(gè) C 上的有機(jī)化合物（如右圖）。(2) 胺基酸既能與酸，也能與鹼結(jié)合成鹽，故為兩性物質(zhì)，在中性溶液中，大多為離子結(jié)構(gòu)。(3) 胺基酸的結(jié)

22、構(gòu)： 20 種胺基酸中，若人體內(nèi)無(wú)法自行合成，必須從膳食補(bǔ)充者，稱為必需胺基酸。如苯丙胺酸、色胺酸、離胺酸等共 10 種。 胺基酸結(jié)構(gòu)中，側(cè)鏈 R 不同導(dǎo)致胺基酸具有不同性質(zhì)。：最簡(jiǎn)單的胺基酸：甘胺酸的 R 為 H；丙胺 酸的 R 為 CH3；麩胺酸的 R 為 CH2CH2COOH。 甘胺酸（學(xué)名為 -胺基乙酸）是一種無(wú)色晶 體，有甘甜味，在膠原蛋白中存在有 的含 量。麩胺酸的鹽類麩胺酸一鈉可作為味精， 是食物甘鮮味的由來(lái)，為一種烹飪的調(diào)味品。 3. 胺基酸之間的反應(yīng)：(1) 醯胺鍵：蛋白質(zhì)是由胺基酸縮合而成的聚合物，利用不同分子間的羧基和胺基脫水縮合形成醯胺鍵，亦稱為肽鍵，結(jié)構(gòu)為 。(2)

23、二肽：由兩個(gè)胺基酸分子脫去一個(gè)水分子，形成含有一個(gè)肽鍵的分子。(3) 三肽：三個(gè)胺基酸分子脫去兩個(gè)水分子，形成含有兩個(gè)肽鍵的分子。(4) 多肽：多個(gè)胺基酸分子以肽鍵連結(jié)而成的分子。(5) 蛋白質(zhì)與多肽的區(qū)別：通常以分子量作為界定標(biāo)準(zhǔn)，分子量大於 5000 者為蛋白質(zhì)，小於 5000 者為多肽。人體的胰島素是由 51 個(gè)胺基酸所組成，其分子量為 5808，常視為蛋白質(zhì)。4. 蛋白質(zhì)的構(gòu)造：(1) 多肽或蛋白質(zhì)分子中，胺基酸殘基排列的順序稱為胺基酸序列，用以表示多肽或蛋白質(zhì)的特性。蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造僅表示出胺基酸的順序。(2) 多肽或蛋白質(zhì)中，利用不同胺基酸殘基間的 CO 和 NH 基團(tuán)間的氫鍵，形

24、成安定性較高的二級(jí)構(gòu)造，主要有 -螺旋和 -褶板結(jié)構(gòu)。 -螺旋結(jié)構(gòu)中，蛋白質(zhì)骨架捲曲成螺旋狀，藉由其分子內(nèi)氫鍵穩(wěn)定其構(gòu)形。：羽毛、毛髮、肌肉及動(dòng)物的角質(zhì)。 -褶板結(jié)構(gòu)中，藉由分子間氫鍵來(lái)穩(wěn)定其構(gòu) 形，由於以平板狀呈現(xiàn)，所以光滑柔軟。：蠶絲、蜘蛛絲。5. 酵素（酶）：(1) 定義：為生物體內(nèi)的催化劑，促進(jìn)生物體內(nèi)生化反應(yīng)的物質(zhì)。組成：大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，具有蛋白質(zhì)的性質(zhì)；少數(shù)的酶並非蛋白質(zhì)，如具有 RNA 結(jié)構(gòu)的核糖 酶，並非是蛋白質(zhì)。(3) 性質(zhì)： 酵素催化反應(yīng)的對(duì)象稱為受質(zhì)，受質(zhì)只能在酵素表面的活性部位發(fā)生反應(yīng)。 酶具有特異性，每一種酶只對(duì)某種或某類受質(zhì)起反應(yīng)。：麥芽糖酶只能使 -葡萄糖 的

25、醣苷鍵斷裂。 酶的特異性就如同拼圖的特性一樣 酶的催化效果強(qiáng)，只要極微量 便能使大量受質(zhì)起反應(yīng)。 酶的催化效果易受溫度影響，在 35 55 最適宜。 酶的催化效果易受 pH 值影響。：胃蛋白酶適合在 pH 值 3 以下的環(huán)境中催 化。(1) 應(yīng)用： 在日常生活和工業(yè)上的應(yīng)用： 木瓜蛋白酶俗稱鬆肉粉或嫩精，可將肉嫩化，以利於烹煮。 隱形眼鏡洗滌液中的蛋白酶，有助於清洗隱形眼鏡上的蛋白質(zhì)，避免細(xì)菌滋生。 加酶洗衣粉，可分解蛋白質(zhì)和脂肪，使衣物上的汙漬或油漬易被去除。 在分子生物學(xué)上的應(yīng)用：在聚合酶鏈鎖反應(yīng)（PCR）中，使用 DNA 聚合酶複製增加特定的 DNA 片段，以分析 DNA 做親子鑑定、偵

26、測(cè)遺傳疾病及研究 DNA 的遺傳演化。下圖為某分子之結(jié)構(gòu)：下列有關(guān)該分子之?dāng)⑹?，哪些正確？(A)此分子含有 4 個(gè)胺基酸(B)此分子完全水解後，可得 4 種胺基酸(C)此分子有 10 個(gè)碳原子具 sp2 混成軌域(D)此分子有 3 種官能基，可以和三級(jí)胺形成氫鍵(E)此圖所示為 1 個(gè)三肽分子?！?1 指考】範(fàn)例 2多肽分子結(jié)構(gòu)(A) 水解時(shí)，從肽鍵間分開，可得 4 個(gè)胺基酸。(B) 胺基酸有 4 個(gè)，但只有 3 種。(C) 碳結(jié)構(gòu)上只有 1 個(gè) 鍵者，其混成軌域必為 sp2，故有 10 個(gè)碳原子具 sp2 混成軌域?！?1 指考】範(fàn)例 2多肽分子結(jié)構(gòu)(D) 此分子只有 1 種官能基，即醯胺鍵

27、中的 H 可以 和三級(jí)胺的 N 形成氫鍵。(E) 題圖所示為 1 個(gè)四肽分子。(A)(C)【91 指考】範(fàn)例 2多肽分子結(jié)構(gòu)(C)類題 2-1某多肽的結(jié)構(gòu)如下：則該肽鏈?zhǔn)怯蓭追N胺基酸結(jié)合而成？(A) 3(B) 4(C) 5(D) 6。下列關(guān)於酶催化反應(yīng)的敘述，何者錯(cuò)誤？(A)酶在生物體內(nèi)具有催化反應(yīng)的效果(B)反應(yīng)中，酶與受質(zhì)結(jié)合成複合體(C)通常皆有其專一的催化對(duì)象(D)催化之速率隨溫度之升高而增加(E)酶催化可應(yīng)用在日常生活或工業(yè)上。(D)(D) 酶的催化反應(yīng)受溫度的影響，35 55 最適 宜，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使酵素失去活性。範(fàn)例 3酶催化特性(A) 酵素具有特異性。(B) 酵素表面的活

28、性部位不只一個(gè)。(D) 酵素大多為蛋白質(zhì)。生物體的化學(xué)反應(yīng)全靠酵素的催化反應(yīng)。下列哪些敘述正確？(A)酵素通常對(duì)其催化反應(yīng)之反應(yīng)物沒有選擇性(B)酵素只能有一個(gè)活性部位(C)酵素可降低其催化反應(yīng)的活化能(D)酵素是一種核酸(E)酵素是由生物體所製造的催化劑，脫離生物體仍可具有活性。(C)(E)類題 3-1（配合翰版課本 P.147 P.151；講義 P.149）三、核苷酸與核酸1. 核酸是以核苷酸為結(jié)構(gòu)單元的縮合聚合物。2. 組成核苷酸的三部分：磷酸、戊醣、含氮鹼。RNA的核苷酸結(jié)構(gòu)DNA的核苷酸結(jié)構(gòu)3. DNA 與 RNA 在核苷酸上的差別：戊醣五員環(huán)的 2 號(hào)碳原子上連接羥基者，稱為核 糖

29、；但此羥基被氫原子取代者，則稱為去氧核糖。(2) RNA 的四種含氮鹼：(3) DNA 的四種含氮鹼： 腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）間形成兩個(gè)氫鍵配對(duì)（）。 胞嘧啶（C）與鳥糞嘌呤（G）間形成三個(gè)氫鍵配對(duì)（）。4. DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)：(1) DNA 的骨架是由磷酸與去氧核糖所組成。(2) 每一股的含氮鹼以氫鍵與另一股互補(bǔ)的含氮鹼配對(duì)結(jié)合，形成雙螺旋狀，如下頁(yè)圖所示。人類體細(xì)胞有 23 對(duì)染色體，由 DNA 和組織蛋白緊密包裹在一起。細(xì)胞複製時(shí)，DNA 的雙螺旋間之氫鍵會(huì)解開，複製成兩個(gè) DNA 分子給兩個(gè)細(xì) 胞，使得遺傳訊息得以傳遞。如下頁(yè)圖所示。(4) DNA 是傳遞遺傳訊息的分子，可建

30、構(gòu)蛋白質(zhì)與 RNA 等重要化合物，以引導(dǎo)生物發(fā)育及生命機(jī)能的運(yùn)作。5. RNA 的單股結(jié)構(gòu)：(1) RNA 的骨架是由磷酸與核糖所組成。(2) 需要藉含氮鹼的配對(duì)（氫鍵）形成二級(jí)以上結(jié)構(gòu)，方能發(fā)揮功能。 腺嘌呤（A）與尿嘧啶（U）間形成兩個(gè)氫鍵配對(duì)（）。 胞嘧啶（C）與鳥糞嘌呤（G）間形成三個(gè)氫鍵配對(duì)（）。(3) RNA 一般為單股分子，但在水溶液中有些也會(huì)形成分子內(nèi)雙螺旋結(jié)構(gòu)。(4) RNA 是具有生物遺傳訊息之中間載體，除參與蛋白質(zhì)合成，亦參與基因表達(dá)的調(diào)控。對(duì)部分病毒而言，RNA 是其唯一的遺傳物質(zhì)。下列有關(guān)核酸的敘述，何者錯(cuò)誤？(A)核酸是以核苷酸為單體之縮合聚合物(B)核苷酸的成分有

31、磷酸、戊醣、含氮鹼(C) DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)中，腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）形成兩個(gè)氫鍵配對(duì)(D)核苷酸結(jié)構(gòu)中，戊醣的 2 號(hào)碳原子所接的原子團(tuán)為羥基者，可構(gòu)成 DNA(E) RNA 的含氮鹼有 A、G、C 和 U 四種。(D) 戊醣的 2 號(hào)碳原子上連接羥基者，稱為核糖； 此羥基被氫原子取代者，稱為去氧核糖。(D)範(fàn)例 4核酸的結(jié)構(gòu)下列哪一個(gè)含氮鹼不是 DNA 的含氮鹼？(A)鳥糞嘌呤(B)胞嘧啶(C)尿嘧啶(D)腺嘌呤。(C) 應(yīng)為胸腺嘧啶。(C)類題 4-1下列有關(guān)核酸和核苷酸的敘述，哪些正確？(A)核苷酸由戊醣、含氮鹼和磷酸組成(B) DNA 含有核糖，而 RNA 則含有去氧核糖(C

32、) ATP 是一種核酸(D)構(gòu)成 DNA 與 RNA 的含氮鹼有 A、T、C、G、U 等 5 種(E)構(gòu)成 DNA 與 RNA 的核苷酸有 5 種。(B) DNA 含去氧核糖，而 RNA 含核糖。(C) ATP 是一種核苷酸。(E) 構(gòu)成 DNA 與 RNA 的核苷酸有 8 種。(A)(D)範(fàn)例 5DNA 和 RNA 的差異DNA 與 RNA 的差異處，不包括下列何者？(A)戊醣種類(B)核苷酸種類(C)分子量大小(D)嘌呤種類。DNA 和 RNA 的核苷酸中，只有相同的嘌呤，但嘧啶種類不同。(D)類題 5-183先進(jìn)材料（配合翰版課本 P.152 P.154；講義 P.154）一、半導(dǎo)體1.

33、 定義：導(dǎo)電度介於絕緣體和導(dǎo)體之間，且導(dǎo)電性可受控制的材料。常見的半導(dǎo)體材料有矽（Si）、鍺（Ge）、砷化鎵（GaAs）等。2. 導(dǎo)電原理（能帶理論）：(1) 能量帶：半導(dǎo)體之分子軌域能階彼此相近而且密集，因而形成能量帶，可分成下列兩種： 價(jià)帶：價(jià)電子所占有的能量帶，價(jià)帶電子被束縛在原子周圍。 傳導(dǎo)帶：未被價(jià)電子所占滿的較高能量帶，在傳導(dǎo)帶的電子可經(jīng)由外在的電場(chǎng)加速而形成電流。 能隙（Eg）：價(jià)帶與傳導(dǎo)帶間之能量差，電子只能存在價(jià)帶或傳導(dǎo)帶，不能分布在能隙範(fàn)圍內(nèi)。(2) 金屬導(dǎo)體：由於能隙非常小，價(jià)帶電子很容易獲得能量而躍遷到傳導(dǎo)帶，因而易導(dǎo)電。但金屬的導(dǎo)電性隨溫度升高而下降。(3) 半導(dǎo)體：

34、能隙介於金屬與絕緣體之間，導(dǎo)電性隨溫度升高而增大，可以藉摻雜改變其能隙的間距而使之較易導(dǎo)電。(4) 絕緣體：由於能隙非常大，電子很難躍遷至傳導(dǎo)帶，所以很難導(dǎo)電。半導(dǎo)體奇 e 館3. 矽半導(dǎo)體：(1) 結(jié)構(gòu)：矽以 sp3 混成軌域和另外 4 個(gè)矽原子形成共價(jià)鍵，進(jìn)而堆積成三度空間的立體網(wǎng)狀固體。矽半導(dǎo)體的能隙約為 1.12 eV，在室溫下的導(dǎo)電性較差，溫度愈高則導(dǎo)電性愈佳。(2) 摻雜： n 型半導(dǎo)體：在純矽中摻雜少許第 15 (5A) 族的磷（P）或砷（As），因其有 5 個(gè)價(jià)電子，會(huì)多出一個(gè)電子填入傳導(dǎo)帶中而增加導(dǎo)電性。 p 型半導(dǎo)體：在純矽中摻雜少許第 13（3A）族的硼 (B) 或鎵 (

35、Ga) ，因其只有 3 個(gè)價(jià)電子，造成在價(jià)帶上出現(xiàn)帶正電的電洞，因而增加導(dǎo)電性。4. 其他應(yīng)用：(1) 發(fā)光二極體（LED）：利用半導(dǎo)體的電子，從傳導(dǎo)帶降至價(jià)帶時(shí)，以光的形式釋放能量。(2) 半導(dǎo)體雷射：利用半導(dǎo)體的 p-n 接合，發(fā)出高強(qiáng)度的光。(3) 光探測(cè)器：藉由半導(dǎo)體吸收光線，激發(fā)價(jià)帶的電子轉(zhuǎn)換成電能。下列有關(guān)物質(zhì)導(dǎo)電性的敘述，何者不正確？(A)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性隨溫度的升高而增大(B)金屬的價(jià)帶和傳導(dǎo)帶緊臨在一起，而能導(dǎo)電(C)離子晶體熔融後，因價(jià)帶和傳導(dǎo)帶能量差異甚小，而能導(dǎo)電(D)絕緣體的價(jià)帶和傳導(dǎo)帶之能量差異甚大，而不導(dǎo)電(E)金屬的導(dǎo)電性隨溫度的升高而下降。(C) 離子晶體熔融後

36、能導(dǎo)電是因?yàn)檎?、?fù)離子能自 由移動(dòng)。(C)【日大】範(fàn)例 1半導(dǎo)體的導(dǎo)電性下列物質(zhì)的能隙大小順序，何者正確？(A)半導(dǎo)體絕緣體金屬導(dǎo)體(B)金屬導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體(C)絕緣體金屬導(dǎo)體半導(dǎo)體(D)金屬導(dǎo)體絕緣體半導(dǎo)體。金屬導(dǎo)體之能隙0，半導(dǎo)體之能隙小，絕緣體之能隙大。(B)類題 1-1在高純矽中，摻雜少量下列何種元素，可以形成 p 型半導(dǎo)體？(A) 5B(B) 16S(C) 29Cu(D) 32Ge(E) 33As。矽中摻雜少量第 13 族元素可形成 p 型半導(dǎo)體。(A)範(fàn)例 2p、n 型半導(dǎo)體矽（Si）、鋁（Al）、硼（B）是在製造矽積體元件中常用到的元素，鋁是作為金屬導(dǎo)線，摻有硼的矽 Si(B)

37、，則是作為基材，試問(wèn)下列材料中的導(dǎo)電性由高（左）至低（右）的順序，何者正確？(A) AlSiSi(B)(B) AlSi(B)Si(C) Si(B)AlSi(D) Si(B)SiAl。能隙大?。航饘賹?dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體導(dǎo)電性：n、p 型半導(dǎo)體純矽半導(dǎo)體 (B)類題 2-1（配合翰版課本 P.154、P.155；講義 P.155）二、液晶1. 定義：具有液態(tài)的流動(dòng)性，又有結(jié)晶固體的物理、化學(xué)以及光學(xué)特性，是一種具特殊相態(tài)的材料。2. 組成：液晶分子的形狀大多為長(zhǎng)條形，且具有極性的有機(jī)分子，在特定的光、熱、電場(chǎng)或磁場(chǎng)下，會(huì)出現(xiàn)晶體才有的分子規(guī)則排列的現(xiàn)象。3. 特性：(1) 液晶分子有兩個(gè)熔點(diǎn)，在兩熔點(diǎn)

38、間會(huì)形成具彩色的混濁物，此狀態(tài)稱為液晶態(tài)，當(dāng)溫度高於較高的熔點(diǎn)時(shí)，則呈現(xiàn)透明的液態(tài)，溫度低於較低熔點(diǎn)時(shí)，則呈現(xiàn)具結(jié)晶的固態(tài)。苯甲酸膽固醇酯結(jié)構(gòu)4. 應(yīng)用：由於採(cǎi)用液晶作為顯示器具有體積小、耗電量微、操作電壓低等優(yōu)點(diǎn)，並可設(shè)計(jì)成多色面板，所以產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)中。(2) 上述因溫度變化，在一定的溫度範(fàn)圍內(nèi)呈現(xiàn)出不同液晶相的物質(zhì)，稱為熱致液晶，可用來(lái)製成溫度計(jì)。(3) 因?yàn)橐壕Х肿泳哂袠O性，可利用電場(chǎng)或磁場(chǎng)控制液晶分子的方向，使光源發(fā)生穿透、遮蔽或折射，我們便可看到光線的明暗或彩色的變化。（配合翰版課本 P.155 P.157；講義 P.156）三、導(dǎo)電聚乙炔定義：一種具導(dǎo)電性的高分子聚合物，又稱導(dǎo)電塑

39、 膠。2. 組成：(1) 日本科學(xué)家白川英樹合成出具有順式與反式結(jié)構(gòu)的聚乙炔。(2) 聚乙炔的摻雜： p-摻雜：以碘氧化聚乙炔。C2H2n I2 C2H2nxxI3 n-摻雜：以鈉還原聚乙炔。C2H2nxNa C2H2nxxNa3. 導(dǎo)電原理：(1) 利用聚乙炔結(jié)構(gòu)中所擁有的共軛雙鍵，使 電子不受原子束縛，能自由移動(dòng)。(2) 由於聚乙炔的導(dǎo)電性相當(dāng)於半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)摻雜後生成的電洞或增加電子，提升在分子鏈上的導(dǎo)電性，可和一些金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性相當(dāng)。4. 應(yīng)用：由於製程簡(jiǎn)單且價(jià)格較便宜，目前已製造出塑膠的電子零件、觸控面板、積體電路等。已知苯甲酸膽固醇酯（C34H49O2）是液晶的材料，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其有兩

40、個(gè)熔點(diǎn)：145.5 和 178.5 ，請(qǐng)問(wèn)液晶態(tài)出現(xiàn)在哪一個(gè)溫度範(fàn)圍內(nèi)？(A)低於 145.5 (B)高於 178.5 (C)介於 145.5 和 178.5 之間(D)以上皆是(E)以上皆非。液晶態(tài)為介於液態(tài)（高於 178.5 ）的流動(dòng)性和結(jié)晶固體（低於 145.5 ）之間的相態(tài)。(C)範(fàn)例 3液晶的特性下列何種物質(zhì)可作為液晶的材料？(A)離子化合物(B)非極性分子(C)共價(jià)網(wǎng)狀晶體(D)長(zhǎng)條狀的極性分子。(D)類題 3-1在催化劑的存在下，將乙炔分子聚合可得到聚乙炔高分子，經(jīng)摻雜後，其導(dǎo)電度可媲美金屬?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1) 聚乙炔為加成聚合物或縮合聚合物？(2) 寫出由電石（碳化鈣）製造乙

41、炔的反應(yīng)式。(3) 畫出聚乙炔的結(jié)構(gòu)式。（需將 C 與 H 標(biāo)出）(4) 在乙炔與聚乙炔中，碳原子各具有何種混成軌域？(5) 乙炔的衍生物苯乙炔亦可形成具有導(dǎo)電性之聚苯乙 炔，寫出苯乙炔的結(jié)構(gòu)式。(6) 聚乙炔高分子為何能導(dǎo)電，請(qǐng)說(shuō)明。【日大】範(fàn)例 4導(dǎo)電塑膠聚乙炔(1) 加成聚合物(2) CaC2(s)2H2O() Ca(OH)2(aq)C2H2(g)(3)(4) 或【日大】範(fàn)例 4導(dǎo)電塑膠聚乙炔(5) (6) 在聚乙炔高分子中，共軛雙鍵會(huì)因共振而形成 非定域的 電子，此非定域 電子可在高分子 內(nèi)自由移動(dòng)而導(dǎo)電?！救沾蟆抗?fàn)例 4導(dǎo)電塑膠聚乙炔(B) 以鈉還原聚乙炔而形成 n-摻雜。類題 4-

42、1聚乙炔具有類似半導(dǎo)體的導(dǎo)電性，而半導(dǎo)體可藉由摻雜以提升其導(dǎo)電性，聚乙炔亦具有此特性。請(qǐng)問(wèn)將聚乙炔摻雜下列何種物質(zhì)後，會(huì)具有類似 n 型半導(dǎo)體的特性？(A) NaCl(B) Na(C) I2(D) Cl2(E) Si。 (B)（配合翰版課本 P.158 P.162；講義 P.157）四、奈米尺度與奈米技術(shù)1. 定義：(1) 奈米（nm）是一種長(zhǎng)度單位1 nm109 m107 cm10 （埃）(2) 物質(zhì)在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向中，至少有一個(gè)尺度在 1 100 nm 間的材料稱為奈米材料；傳統(tǒng)尺寸較大的材料，稱為塊材。(3) 常見物質(zhì)尺度關(guān)係：尺寸（nm）物質(zhì)尺度例子0.1 1.0原子與分子He、H

43、2O、C6H12O61.0 100奈米DNA、奈米碳管、C60100 10000微米紅血球、毛髮、塵蟎10000塊材螞蟻、碳粉、鑽石2. 奈米材料的特性：(1) 比表面積大：當(dāng)物質(zhì)的顆粒變小，單位體積的表面積（稱為比表面積）就會(huì)變大，到奈米尺度時(shí)，比表面積就變得更大。此時(shí)，奈米材料表面的原子數(shù)目占材料總原子數(shù)的比例較塊材大很多。(2) 物理及化學(xué)性質(zhì)改變：奈米材料的性質(zhì)，如熔點(diǎn)、磁性、電性、化學(xué)活性等，均與塊材差異很大。：鋁由穩(wěn)定材料變成極易燃燒的奈米鋁；金的正常熔點(diǎn)為 1063 ，2 nm 的奈米金熔點(diǎn)低於 400 ；矽由半導(dǎo)體變成導(dǎo)體的奈米矽；奈米結(jié)晶的陶瓷材料比一般陶瓷具有較大的延性及展

44、性。3. 奈米金：(1) 製法：將金溶解於王水中，生成四氯金酸（HAuCl4），再以不同濃度的檸檬酸鈉（C6H5O7Na3）還原，即可製得不同尺度的奈米金膠體溶液。AuHNO34HCl HAuCl4NO2H2O(2) 性質(zhì)與應(yīng)用： 具有良好的生物相容性，易與蛋白質(zhì)結(jié)合，可作為藥物的載體，治療類風(fēng)溼性關(guān)節(jié)炎。自然期刊專訪 林政鞍臺(tái)灣第一人 能作為催化劑，加速一氧化碳氧化成二氧化 碳，可製成防毒面具，防止一氧化碳中毒。4. 奈米銀： (1) 特性：由於奈米銀表面的銀原子在溶液或空氣中易失去電子，因此在奈米銀表面含有高比例的銀離子，而釋出的銀離子可穿透細(xì)菌的細(xì)胞膜，進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)與酶蛋白上硫醇基（SH）的硫鍵結(jié)，進(jìn)而抑制細(xì)菌 DNA 和 RNA 的複製。(2) 用途：運(yùn)用銀離子殺菌不會(huì)造成細(xì)菌的抗藥性，因此，奈米銀普遍用來(lái)作為抗菌製品。：奈米銀口罩、奈米銀繃帶、奈米銀襪子、奈 米銀內(nèi)衣等。5. 奈米材料的危害：(1) 奈米粒子能進(jìn)出細(xì)胞膜，可能對(duì)細(xì)胞造成影響。(2) 奈米材料若長(zhǎng)時(shí)間、廣泛地被使用，對(duì)於環(huán)境與生物體的衝擊，將無(wú)法預(yù)料。下列有關(guān)奈米材料的敘述，哪些正確？(A)奈米材料為在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向的長(zhǎng)度都在 1 100 nm 之間的材料(B)奈米材料的總表面積變大，一般都比塊材具有更高的化學(xué)反應(yīng)性(C)奈米級(jí)金粒子不同於金塊材，可將 CO 催化成 CO2，所以可