题目
已知聚乙烯晶体属斜方晶系,其晶胞参数 =0.738mm =0.495m =0.254m-|||-(1)根据晶胞参数,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象。-|||-(2)若聚乙烯无定形部分的密度 (rho )_(a)=0.83g/(cm)^3, 试计算密度 rho =0.97g/(cm)^3 聚乙烯试-|||-样的质量结晶度。

题目解答
答案

解析
步骤 1:验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象
聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象,意味着分子链在晶胞中沿c轴方向排列,且键角为109.5°。根据晶胞参数,c=0.254nm,这与平面锯齿形构象的等同周期0.25nm接近,因此可以验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象。
步骤 2:计算密度为0.97g/cm³的聚乙烯试样的质量结晶度
质量结晶度是指结晶部分的质量占总质量的百分比。首先,需要计算聚乙烯晶体的密度。根据晶胞参数,可以计算出晶胞体积V=abc=0.738nm×0.495nm×0.254nm=0.092nm³。聚乙烯的摩尔质量为28g/mol,因此晶胞中包含的聚乙烯分子数为28g/mol÷(6.02×10²³个/mol)÷0.092nm³=6.02×10²³个。因此,聚乙烯晶体的密度为ρc=28g/mol÷(6.02×10²³个/mol)÷0.092nm³=1.00g/cm³。然后,根据质量结晶度的定义,可以计算出质量结晶度为(ρ-ρa)/(ρc-ρa)×100%=(0.97g/cm³-0.83g/cm³)/(1.00g/cm³-0.83g/cm³)×100%=60.98%。
聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象,意味着分子链在晶胞中沿c轴方向排列,且键角为109.5°。根据晶胞参数,c=0.254nm,这与平面锯齿形构象的等同周期0.25nm接近,因此可以验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象。
步骤 2:计算密度为0.97g/cm³的聚乙烯试样的质量结晶度
质量结晶度是指结晶部分的质量占总质量的百分比。首先,需要计算聚乙烯晶体的密度。根据晶胞参数,可以计算出晶胞体积V=abc=0.738nm×0.495nm×0.254nm=0.092nm³。聚乙烯的摩尔质量为28g/mol,因此晶胞中包含的聚乙烯分子数为28g/mol÷(6.02×10²³个/mol)÷0.092nm³=6.02×10²³个。因此,聚乙烯晶体的密度为ρc=28g/mol÷(6.02×10²³个/mol)÷0.092nm³=1.00g/cm³。然后,根据质量结晶度的定义,可以计算出质量结晶度为(ρ-ρa)/(ρc-ρa)×100%=(0.97g/cm³-0.83g/cm³)/(1.00g/cm³-0.83g/cm³)×100%=60.98%。