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煤分子结构的近代概念《煤化学》学校名称：

关于煤的化学结构曾有过多种假说，如低分子结构说、胶体化学结构说和高分子结构说等，而近代观点则认为煤具有高分子聚合物特征，可以从以下方面予以表述。1.煤结构的主体是三维空间高度交联的非晶质的高分子聚合物，煤的每个大分子由许多结构相似而又不完全相同的基本结构单元聚合而成。2.基本结构单元的核心部分主要是缩合芳香环，也有少量氢化芳香环、脂环和杂环。基本结构单元的外围连接有三个碳以下烷基侧链和各种官能团。官能团以含氧官能团为主，包括酚羟基、羧基、甲氧基和羰基等，此外还有少量含硫官能团和含氮官能团。基本结构单元之间通过桥键连接为煤大分子。桥键的形式有不同长度的次甲基键、醚键、次甲基醚键和芳香碳-碳键等。3.煤分子通过交联及分子间缠绕在空间形成不同的立体结构。煤中的交联作用有化学键，也有氢键和范德华力以及堆积作用等。煤分子到底有多大尚无定论，但可以认为基本结构单元数大致在200~400之间，相对分子质量在数千范围之内。4.在煤的高分子聚合物结构中还较均匀地散布着少量低分子化合物，其相对分子质量在500左右及500以下。低分子化合物的存在对煤的性质，尤其对低分子化合物含量较多的低煤化度煤的性质有不可忽视的影响。5.镜质组是煤的代表性显微煤岩组分，煤的化学结构实质上主要是指镜质组的结构。壳质组脂肪和脂环结构成分较多，芳香度低，氧含量高。在煤化过程中，其结构和性质逐渐趋同于镜质组，到碳含量达到90%时，其间的差别基本消失。惰质组的化学结构和性质都接近于无烟煤。6.低煤化度煤的芳香环缩合度较小，但桥键、侧链和官能团较多，低分子化合物较多，其结构无方向性，孔隙率和比表面积大。随着煤化度的加深，芳香环缩合程度逐渐增大，桥键、侧链和官能团逐渐减少。分子内部的排列逐渐有序化，分子之间平行定向程度增加，呈现各向异性。煤的许多性质在中变质烟煤（肥煤和焦煤）处呈现转折点，显示煤的结构由量变引起质变的趋势。至无烟煤阶段，分子排列逐渐趋向芳香环高度缩合的石墨结构。

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