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（高手请进）关于聚乙炔的导电性

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主贴发贴人：皓煜 2007/1/14 14:30:01 回复编辑

    我看到一竞赛题:
    纯的聚乙炔是半导体,试想出两种方法,反聚乙炔的导电性提高到金属水平.
    答案:一种是引入氧化剂,如溴＼碘＼五氟化砷等，除去部分价电子．另一种是引入还原剂，如碱金属等，让其放出电子进导带．．
    为什么呢？？
    我想各位高手给我一个较好的解答．．．

1楼回复人:如笑春山 2007/2/5 13:32:21 回复编辑

     聚乙炔本身有微弱的导电性，和石墨导电原理相似，因为分子间形成了大π键。至于π键我在其他回答里面曾经有过阐述，你可以去看看。
     掺杂有两种情况：
     1、掺入碘单质等，分子间形成了空穴，可以空穴导电，导电性初期随着掺杂浓度升高而升高，某比例达到峰值，然后开始下降。
     2、掺入钠等活泼金属，分子间出现了多余的自由电子，可以导电，导电性随着掺杂浓度提高始终提高。

    ---〉这种掺杂有机物具有半导体的某些特性，被称为半导体有机物。

2楼回复人:思枫 2007/2/7 21:50:55 回复编辑

    所有的导电高分子都属於所谓的"共轭高分子"。共轭高分子最简单的例子是聚乙炔。它由长链的碳分子以sp2键链结而成(见图)。由於sp2键结的特性，使得每一个碳原子有一个价电子未配对，且在垂直於sp2面上形成未配对键。我们可以想像，相邻原子的未配对键的电子云互相接触，会使得未配对电子很容易沿著长链移动。
    　　然而，实际的情况较为复杂，未配对电子很容易和邻居配对而形成"单键-双键"交替出现的结构。这种转变称为配对化(dimerization)，物理上称为派若斯(Peirels)不稳定性。
    　　为了使共轭高分子导电，必须要做参杂。这和半导体经过参杂后可以经由荷电载子提高导电度类似。发现导电高分子的故事是蛮具戏剧性的。在七零年代初，日本化学家白川英树找到一个合成聚乙炔的新方法。有一次由於疏忽，多加了一千倍的催化剂，令他惊讶的是，这因此形成一个漂亮的银色薄膜。这薄膜是纯度很高的顺式聚乙炔。
    　　同时，化学家笛米德(A.G.McDiarmid)和物理学家希格(A.Heeger)正在研究有金属光泽的无机高分子硫化氮(SN)x。笛米德在一次东京的研讨会里提到这项研究，后来白川和笛米德有机会碰面讨论，当笛米德听到白川发现了具银色光泽的有机高分子，就邀请他到宾大访问。白川以及来自台湾的博士后研究员姜传康藉著加碘蒸气改变聚乙炔的性质，令他们惊讶的是，顺式聚乙炔的导电度因此增加了一百万倍。第一个导电高分子就此诞生!
    　　(A.G.McDiarmid)和物理学家希格(A.Heeger)正在研究有金属光泽的无机高分子硫化氮(SN)x。笛米德在一次东京的研讨会里提到这项研究，后来白川和笛米德有机会碰面讨论，当笛米德听到白川发现了具银色光泽的有机高分子，就邀请他到宾大访问。白川以及来自台湾的博士后研究员姜传康藉著加碘蒸气改变聚乙炔的性质，令他们惊讶的是，顺式聚乙炔的导电度因此增加了一百万倍。第一个导电高分子就此诞生!他们和同侪将发现发表在化学协会期刊的化学通讯，这是让他们赢得2000诺贝尔奖的论文。姜传康於1965年毕业於师大物理系，现在在美国的国家科技研究院(NIST)的高分子部门工作。

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