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虽然碳和硅元素同属IVA族元素，但两者原子半径、电负性及价层空轨道差异较大，尤其是硅原子d轨道可通过sp3d或sp3d2等杂化轨道形式参与成键，具有很强的pπ-dπ作用，因此，硅烷和硅氧烷等有机硅化合物与碳系化合物性质明显不同，不能利用以碳系化合物为分子模型推导的各原子或官能团的贡献值对有机硅化合物的热力学性质进行预测。相对于碳系化合物，有机硅化合物微观结构与宏观性质的研究较少，文献中虽报道了采用分子连接性预测硅烷的摩尔折射度[1,2,4,5]，但仅仅局限于烷基硅烷化合物，对于取代硅烷及硅氧烷化合物微观结构与摩尔折射度和摩尔体积等热力学性质的关系研究则鲜见报道。本文采用基团贡献法研究了硅烷、取代硅烷及低聚二硅氧烷分子结构与其摩尔折射度和摩尔体积的关系，以期为高折射率有机硅聚合物的分子结构设计和合成提供指导。 基团贡献法可利用少量的实验数据通过拟合获得官能团特征参数，进而可用于多数体系未知性质的计算或预测,因此广泛用于工程计算等领域。基团贡献法具有普适性,只要官能团参数完备,可基于分子结构与化合物性质之间的构效关系，计算任何体系的性质。基团贡献法的误差与样本空间大小及实验数据的选取有很大关系，在允许的偏差范围内，基团贡献法是预测新结构化合物的有力工具[6]。 Si原子的摩尔折射度和摩尔体积受周围基团影响，难以直接获得Si原子摩尔折射度和摩尔体积的数值。硅原子通常采用sp3杂化方式形成四个σ成键轨道，可与四个有机基团相连接，如果忽略不同种类、不同结构基团与Si原子之间的相互作用，认为Si原子的四个σ成键轨道对于有机硅化合物摩尔折射度和摩尔体积等宏观性质具有相同的贡献，以Si原子作为有机硅化合物的中心原子，每一个σ成键轨道的摩尔折射度和摩尔体积就是Si原子的摩尔折射度和摩尔体积的1/4。将Si原子的单个σ成键轨道与其它一价的原子或官能团相连接组成1个σ键，四个相同或不同的σ键即构成1个硅烷分子。 |
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james.bond
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dahai10234
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