官能度
外觀
單官能化合物 |
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雙官能化合物 |
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三官能化合物 |
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官能度(英語:functionality)在化學中指的是分子中官能團的存在。單官能分子(monofunctional molecule)具有一個官能團,雙官能分子(bifunctional或difunctional)具有兩個,三官能分子(Trifunctional)具有三個,依此類推。在有機化學(以及其他化學領域)中,分子的官能度對其反應性具有決定性影響。
在高分子化學中,單體的官能度指的是其可聚合基團的數量,並影響聚合物的形成及交聯程度。
有機化學和材料科學
[編輯]在有機化學中,官能度通常用作官能團(functional group)的同義詞。例如,羥基(hydroxyl group)可以稱為HO-官能團。[1][2]
官能化(Functionalisation)指的是官能團的引入,例如:
- 表面官能化:[3]例如矽烷化(Silanization),用於特定地改變表面的粘附性;
- 納米粒子的官能化:對金屬或金屬氧化物納米顆粒進行官能化,以穩定這些納米粒子;[4]
- C-H官能化:即用官能團取代碳氫鍵(C-H bond),並使其與同一碳原子結合。[5]
在高分子化學中
[編輯]根據國際純化學和應用化學聯合會(IUPAC)的定義,單體的官能度指的是其重複單元在聚合物中與其他單體形成的化學鍵的數量。因此,官能度 f = 2 時,單體聚合形成線性聚合物(通常為熱塑性塑料)。當官能度 f ≥ 3 時,單體會形成分支點,從而可能形成交聯聚合物(通常為熱固性聚合物)。單官能單體(Monofunctional monomers)並不存在,因為這樣的分子會導致鏈終止。[6]
通過計算所使用單體的平均官能度,可以根據反應進程預測凝膠點(Gel point)的到達情況。[7]副反應可能會增加或減少官能度。[8]
然而,IUPAC 對官能度的定義與有機化學中的使用方式有所不同,尤其是在涉及雙鍵(double bond)時。[6][9]在高分子化學中,雙鍵的官能度為2(因為其兩側的碳原子各提供一個反應位點,可供其他聚合鏈結合);而在有機化學中,雙鍵被視為一個官能團,其官能度為 1。
參考
[編輯]- ^ Kurt Peter C. Vollhardt, Neil Eric Schore: Organische Chemie, S. 73 (, p. 74, at Google Books).
- ^ Riedel: Moderne Anorganische Chemie von Christoph Janiak, S. 401 (, p. 401, at Google Books).
- ^ Alexander Langner, Anthony Panarello, Sandrine Rivillon, Oleksiy Vassylyev, Johannes G. Khinast, Yves J. Chabal: Controlled Silicon Surface Functionalization by Alkene Hydrosilylation, J. Am. Chem.
- ^ Marie-Alexandra Neouze, Ulrich Schubert: Surface Modification and Functionalization of Metal and Metal Oxide Nanoparticles by Organic Ligands, Monatsh.
- ^ Dirk Steinborn: Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse, S. 305 (, p. 239, at Google Books
- ^ 6.0 6.1 Eintrag zu functionality, f of a monomer.
- ^ Koltzenburg: Polymere: Synthese, Eigenschaften und Anwendungen, S. 187 (, p. 188, at Google Books). This reference is being translated to English as "Polymer Chemistry" by the same authors, to appear in September 2017. See
- ^ Hans-Georg Elias: Makromoleküle: Chemische Struktur und Synthesen, S. 468 und 477 (, p. 468, at Google Books).
- ^ International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), The IUPAC Compendium of Chemical Terminology,4-th ed. (The Gold Book) (1997)。在線校正版: (2006–) "chemical functionality"。doi:10.1351/goldbook.CT07503