《高分子鏈構象統計學》對聚合物鏈狀分子的構象統計學的基本內容作了較深入的介紹,求得在物理上能給出清楚的圖像和明確的解釋,在數學上能對結果的由來給出詳細的交代。《高分子鏈構象統計學》共分12章。第1章主要介紹聚合物分子鏈構象的概念及構象的統計意義。第2章到第4章是幾種簡單的模型鏈及其處理方法。第5章到第9章介紹旋轉異構態理論及其套用。第10章討論實際鏈的遠程相互作用——排除體積效應問題。第11章簡單介紹。Monte Carlo。方法在鏈狀分子構象統計中的套用。最後一章以光散射為主介紹聚合物分子形態的測定方法。各章都列出了參考文獻,從第2章起也附上了一些習題,其中有的可看成是對正文的補充。 《高分子鏈構象統計學》可作為高分子化學和物理專業的研究生教材,也可供相關相關科研人員參考。
基本介紹
- 書名:中國科學技術大學研究生教材•高分子鏈構象統計學
- 出版社:中國科學技術大學出版社
- 頁數:258頁
- 開本:16
- 定價:28.00
- 作者:彭建邦 何平笙
- 出版日期:2006年12月1日
- 語種:簡體中文
- ISBN:7312020216
- 品牌:中國科學技術大學出版社
圖書目錄,文摘,序言,
圖書目錄
序言
參考文獻
第1章引言
1.1分子的構型和構象
1.2構象體相互轉化的頻率和平衡常數
參考文獻
第2章自由連線鏈
2.1無規行走問題--高斯分布
2.2高斯鏈的幾何特徵
2.2.1鏈上任意兩單元的距離
2.2.2自由連線鏈的平均截面半徑
2.2.3自由連線鏈線團的“厚度”
2.3正確分布--馬爾可夫法
2.4有限長度的自由連線鏈--L'分布
2.5結果的比較
2.6矢量法求自由連線分子鏈的均方末端距
2.7鏈的均方迴轉半徑
2.7.1線形高斯鏈的均方迴轉半徑
2.7.2支化高分子鏈的均方迴轉半徑
2.7.3利用克喇默規則計算分子的均方迴轉半徑
習題
參考文獻
第3章非自由連線的幾何鏈
3.1模型及鍵坐標
3.2坐標變換矩陣及鏈均方末端距的初步計算
3.3鍵坐標變換矩陣的對角化和分子鏈均方末端距的精確計算
3.4特徵比
習題
參考文獻
第4章蠕蟲狀鏈一
4.1持久長度和鏈的均方末端距
4.2特徵比
4.3Porod-Kratky鏈的均方迴轉半徑
4.4持久長度的估計
習題
參考文獻
第5章旋轉異構態理論和構象配分函式
5.1旋轉異構態理論
5.1.1乙烷
5.1.2正丁烷
5.1.3旋轉異構態理論
5.1.4正戊烷
5.1.5內旋轉勢能的計算
5.2單個高分子鏈的構象配分函式
5.2.1配分函式的積分和求和表達式
5.2.2內旋轉相關僅限於兩鍵範圍時的配分函式
5.2.3內旋轉勢能函式為對稱函式時的簡化
5.2.4配分函式的特徵值表達式
習題
參考文獻
第6章平均鍵構象
6.1兩種情況下鏈的平均鍵構象
6.1.1各鍵(內旋轉)互不相關的平均鍵構象
6.1.2各鍵(內旋轉)相關時的平均鍵構象
6.2鍵和鍵對占有某種狀態平均幾率的估算
6.2.1從能量入手
6.2.2套用實例
6.2.3從鍵狀態幾率到統計權重矩陣
6.3條件幾率
習題
參考文獻
第7章G一矩陣法求單個鏈的無擾尺寸
7.1鏈的末端距、其平方以及迴轉半徑平方的G一矩陣表述
7.1.1鏈末端距的G一矩陣表述
7.1.2鏈末端距平方的G一矩陣表述
7.1.3鏈迴轉半徑的平方
7.2鏈的平均末端距、均方末端距、特徵比和均方迴轉半徑
7.2.1平均末端距
7.2.2均方末端距和特徵比
7.2.3無擾鏈的均方迴轉半徑
7.3有對稱內旋轉勢情形下的特殊形式
7.3.1平均鏈末端矢量
7.3.2用於求和(s2)。的矩陣G和H的簡化形式
7.4鏈末端距和迴轉半徑的高次矩
7.4.1、S和H的高次矩
7.4.2H和s的混合矩
習題
參考文獻
第8章實際鏈的幾個例子
8.1具有對稱內旋轉勢能函式的簡單鏈
8.1.1同一種原子組成的主鏈(A-A一型)且無側基的分子
8.1.2A-B一式結構的分子鏈
8.2內旋轉勢函式不對稱的簡單鏈
8.2.1聚鹵乙一烯鏈的空間結構
8.2.2內消旋二單元組構成的鏈
8.2.3外消旋二單元組構成的鏈
8.2.4有混合空間立構的鏈
8.2.5套用到聚鹵乙烯
8.2.6套用到具有多原子側鏈的聚合物
8.3星形、支化和具有鉸接側基的聚合物
8.3.1三官能支化點附近鍵的統計權重矩陣U
8.3.2四官能支化點
8.3.3三官能星和四官能星的構象配分函式
8.3.4無擾尺寸
8.3.5交聯與支化
第9章與鏈構象有關的其他性質的G-矩陣表述
第10章實際鏈的大小和排除體積效應
第11章鏈構象的MonteCarlo方法簡介
第12章測定聚合物分子形態的光散射方法
附錄
基本符號規定
人名索引
名詞索引
參考文獻
第1章引言
1.1分子的構型和構象
1.2構象體相互轉化的頻率和平衡常數
參考文獻
第2章自由連線鏈
2.1無規行走問題--高斯分布
2.2高斯鏈的幾何特徵
2.2.1鏈上任意兩單元的距離
2.2.2自由連線鏈的平均截面半徑
2.2.3自由連線鏈線團的“厚度”
2.3正確分布--馬爾可夫法
2.4有限長度的自由連線鏈--L'分布
2.5結果的比較
2.6矢量法求自由連線分子鏈的均方末端距
2.7鏈的均方迴轉半徑
2.7.1線形高斯鏈的均方迴轉半徑
2.7.2支化高分子鏈的均方迴轉半徑
2.7.3利用克喇默規則計算分子的均方迴轉半徑
習題
參考文獻
第3章非自由連線的幾何鏈
3.1模型及鍵坐標
3.2坐標變換矩陣及鏈均方末端距的初步計算
3.3鍵坐標變換矩陣的對角化和分子鏈均方末端距的精確計算
3.4特徵比
習題
參考文獻
第4章蠕蟲狀鏈一
4.1持久長度和鏈的均方末端距
4.2特徵比
4.3Porod-Kratky鏈的均方迴轉半徑
4.4持久長度的估計
習題
參考文獻
第5章旋轉異構態理論和構象配分函式
5.1旋轉異構態理論
5.1.1乙烷
5.1.2正丁烷
5.1.3旋轉異構態理論
5.1.4正戊烷
5.1.5內旋轉勢能的計算
5.2單個高分子鏈的構象配分函式
5.2.1配分函式的積分和求和表達式
5.2.2內旋轉相關僅限於兩鍵範圍時的配分函式
5.2.3內旋轉勢能函式為對稱函式時的簡化
5.2.4配分函式的特徵值表達式
習題
參考文獻
第6章平均鍵構象
6.1兩種情況下鏈的平均鍵構象
6.1.1各鍵(內旋轉)互不相關的平均鍵構象
6.1.2各鍵(內旋轉)相關時的平均鍵構象
6.2鍵和鍵對占有某種狀態平均幾率的估算
6.2.1從能量入手
6.2.2套用實例
6.2.3從鍵狀態幾率到統計權重矩陣
6.3條件幾率
習題
參考文獻
第7章G一矩陣法求單個鏈的無擾尺寸
7.1鏈的末端距、其平方以及迴轉半徑平方的G一矩陣表述
7.1.1鏈末端距的G一矩陣表述
7.1.2鏈末端距平方的G一矩陣表述
7.1.3鏈迴轉半徑的平方
7.2鏈的平均末端距、均方末端距、特徵比和均方迴轉半徑
7.2.1平均末端距
7.2.2均方末端距和特徵比
7.2.3無擾鏈的均方迴轉半徑
7.3有對稱內旋轉勢情形下的特殊形式
7.3.1平均鏈末端矢量
7.3.2用於求和(s2)。的矩陣G和H的簡化形式
7.4鏈末端距和迴轉半徑的高次矩
7.4.1、S和H的高次矩
7.4.2H和s的混合矩
習題
參考文獻
第8章實際鏈的幾個例子
8.1具有對稱內旋轉勢能函式的簡單鏈
8.1.1同一種原子組成的主鏈(A-A一型)且無側基的分子
8.1.2A-B一式結構的分子鏈
8.2內旋轉勢函式不對稱的簡單鏈
8.2.1聚鹵乙一烯鏈的空間結構
8.2.2內消旋二單元組構成的鏈
8.2.3外消旋二單元組構成的鏈
8.2.4有混合空間立構的鏈
8.2.5套用到聚鹵乙烯
8.2.6套用到具有多原子側鏈的聚合物
8.3星形、支化和具有鉸接側基的聚合物
8.3.1三官能支化點附近鍵的統計權重矩陣U
8.3.2四官能支化點
8.3.3三官能星和四官能星的構象配分函式
8.3.4無擾尺寸
8.3.5交聯與支化
第9章與鏈構象有關的其他性質的G-矩陣表述
第10章實際鏈的大小和排除體積效應
第11章鏈構象的MonteCarlo方法簡介
第12章測定聚合物分子形態的光散射方法
附錄
基本符號規定
人名索引
名詞索引
文摘
插圖:
序言
高分子與小分子的重要區別之一就是有數目巨大的構象。自上世紀20年代Staudingerr提出高分子學說以來,高分子鏈構象的研究一直頗受重視。因為聚合物分子的大小、形狀決定於分子的構象,包括光、電、磁以及機械力學性能也都與分子的構象相關。
早在1930年代初,Kuhn就注意到足夠長的線形柔性高分子鏈的構象與數學上的無規行走問題的對應關係。他採用自由連線鏈模型,得到高分子鏈末端矢量服從高斯分布,進而又提出了排除體積效應的概念,研究了聚合物稀溶液的黏度、流動雙折射。其後Guth、MarkⅢ分析了橡膠高彈性與構象熵的關係。1940年代中期,Taylorl更進一步計算了高分子鏈有阻內旋轉的分子參數,使構象統計與分子鏈的化學結構--鍵長、鍵角以及單鍵的內旋轉角相聯繫。1940年代末,Flory提出實際的聚合物分子鏈在@條件下其排除體積效應將會消失,這時的分子鏈就是高斯鏈。Flory的這一論述揭示了排除體積效應的物理本質,並使對高斯鏈的實驗研究成為可能。
1950年代,Volkenstein提出了高分子的旋轉異構態理論,使構象統計的研究進入了一個新階段,為後來的G一矩陣(generator matrix)方法在構象統計中的套用奠定了物理基礎。這一模型使構象統計的計算大為簡化和可行,而且模型可以保留真實鏈的特徵,也可處理相鄰鍵內旋轉的相關性問題。特別是在採用Kramers的G一矩陣技術後,複雜的計算問題迎刃而解。Gotlib、Birshetein、Ptitsyn、lifson、Nagai以及Hoeve,首先把G一矩陣套用到聚合物分子鏈的旋轉異構態模型,成功地處理了簡單鏈的平均二次矩(鏈均方末端距)。其後Flory等人口基於聚合物分子鏈的旋轉異構態模型把G一矩陣套用到包括共聚物在內的各種真實的鏈狀分子,計算了鏈的二次和高次矩,迴轉半徑以及與構象相關的物理量。
早在1930年代初,Kuhn就注意到足夠長的線形柔性高分子鏈的構象與數學上的無規行走問題的對應關係。他採用自由連線鏈模型,得到高分子鏈末端矢量服從高斯分布,進而又提出了排除體積效應的概念,研究了聚合物稀溶液的黏度、流動雙折射。其後Guth、MarkⅢ分析了橡膠高彈性與構象熵的關係。1940年代中期,Taylorl更進一步計算了高分子鏈有阻內旋轉的分子參數,使構象統計與分子鏈的化學結構--鍵長、鍵角以及單鍵的內旋轉角相聯繫。1940年代末,Flory提出實際的聚合物分子鏈在@條件下其排除體積效應將會消失,這時的分子鏈就是高斯鏈。Flory的這一論述揭示了排除體積效應的物理本質,並使對高斯鏈的實驗研究成為可能。
1950年代,Volkenstein提出了高分子的旋轉異構態理論,使構象統計的研究進入了一個新階段,為後來的G一矩陣(generator matrix)方法在構象統計中的套用奠定了物理基礎。這一模型使構象統計的計算大為簡化和可行,而且模型可以保留真實鏈的特徵,也可處理相鄰鍵內旋轉的相關性問題。特別是在採用Kramers的G一矩陣技術後,複雜的計算問題迎刃而解。Gotlib、Birshetein、Ptitsyn、lifson、Nagai以及Hoeve,首先把G一矩陣套用到聚合物分子鏈的旋轉異構態模型,成功地處理了簡單鏈的平均二次矩(鏈均方末端距)。其後Flory等人口基於聚合物分子鏈的旋轉異構態模型把G一矩陣套用到包括共聚物在內的各種真實的鏈狀分子,計算了鏈的二次和高次矩,迴轉半徑以及與構象相關的物理量。