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2015-01-19
聚吡咯和聚噻吩的导电机理可以类比于石墨。石墨是稠合苯环组成的平面网。苯环中碳碳之间的π电子能够强烈离域，故由苯环稠合而成的平面网构成了一个无限大的π电子轨道体系。π电子可以在整个网的π大体系中离域，在共轭聚合物中，π电子数与分子构造密切相关。电子离域的难易程度取决于共轭链中π电子活化能的关系。理论与实践表明，共轭聚合物的分子链越长，π电子数越多，则电子活化能越低，亦即电子越易离域，则其导电性越好。聚吡咯和聚噻吩中具有碳碳单键和碳碳双键交替排列成的共轭结构，双键是有σ电子和π电子构成的，σ电子被固定住，无法移动，在碳原子间形成共价键，共轭双键中的2个电子并没有定域在某个碳原子上，它们可以从一个碳碳键转位到另一个碳碳键上，即具有在整个分子链上延伸的倾向，也就是说分子内的π电子云的重叠产生了为整个分子所有的能带。从这个意义上讲，π电子类似于金属导体中的自由电子，当加上电场时，组成π键的电子可以快速地沿着分子链移动，所以，PPY和PTh可以导电的。但是不经掺杂的聚吡咯和聚噻吩只是半导体。
聚苯胺可看作是苯二胺与醌二亚胺的共聚物,y值用于表征聚苯胺的氧化还原程度,(1-y)值代表了聚苯胺的氧化状态。不同的y值对应于不同的结构、组分及电导率。完全还原型(y=1)和完全氧化型(y=0)都为绝缘体。聚苯胺与强氧化剂，例如碘，反应得到全氧化态的全苯胺黑，此时y=1，也无法起到导电作用;和苯肼反应可以得到全还原态的褪色翠绿亚胺，此时y=0，无法导电;只有当聚苯胺聚合物结构处于翠绿亚胺态并且经过掺杂而成翠绿亚胺盐时才能导电。在0交替的单键、双键共轭结构是导电高分子材料的共同特征，若进行掺杂可使其电导率增加若干数量级，接近于金属电导率，这为导电高分子进入市场提供了强劲的力量。编辑老师为大家整理了导电聚合物的研究，希望对大家有所帮助。
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标签：数学
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