Навигация
Полимеры. Химическое строение полимеров
75897
знаков
3
таблицы
3
изображения
1.3 Полимеры. Химическое строение полимеров
Полимеры – это природные и синтетические соединения, молекулы которых, как следует из их названия (поли – много, мера - часть), состоят из большого числа повторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок, соединенных между собой химическими и координационными связями в длинные линейные и разветвленные цепи.
Группа атомов, с помощью которой можно описать строение полимера, называется составным звеном. Составное звено, которое многократно повторяется, называют повторяющимся составным звеном, а группы на концах цепи – концевыми группами. Молекула полимера, состоящая из повторяющихся составных звеньев и концевых групп, называется макромолекулой.
Вещества, из которых образуется полимер, называют мономерами (моно - один). Если при получении полимера мономер полностью входит в его состав, то составное повторяющееся звено называют мономерным звеном. Если получение полимера сопровождается выделением низкомолекулярными соединениями, например воды, газов, то строение составного звена будет отличаться от строения мономера и называть такое звено мономерным нельзя.
Полимеры, полученные из одного мономера, называют гомополимерами, а из двух или более – сополимерами.
Число повторяющихся звеньев n можно варьировать в широких пределах – от десятков до десятков тысяч. Как правило, в одном полимере содержатся макромолекулы различной длины, т.е. с разным числом составных повторяющихся звеньев [4].
Переход от низкомолекулярного соединения к полимеру происходит в результате роста числа повторяющихся звеньев. При этом заметно изменяются физические и химические свойства, но при достижении определенного значения n они перестают изменяться, несмотря на дальнейшее увеличение числа звеньев. С этого момента соединение становится полимером. Таким образом, полимер – это соединение, построенное из многократно повторяющихся одного или более составных звеньев, соединенных между собой химическими и координационными связями, число которых достаточно для проявления комплекса свойств, остающихся практически неизменными при добавлении или удалении одного или нескольких звеньев.
Промежуточное положение между низкомолекулярными соединениями и полимерами занимают вещества, называемые олигомерами (олиго - немного). Они проявляют свойства, характерные как для мономеров, так и для полимеров; при добавлении или удалении одного или нескольких повторяющихся звеньев наблюдается заметное изменение некоторых их свойств. Число повторяющихся звеньев у олигомеров невелико – несколько единиц или десятков.
Названия полимеров образуются из названия мономерами с приставкой поли, а олигомеров – с приставкой олиго. Химическая формула полимера (олигомера) может быть изображена несколькими способами, например:
Полиэтилен
≈ CH2 − CH2 ≈ ;
… − CH2 − CH2 − … ;
Структурой полимера (как любой сложной системы) называют устойчивое взаимное расположение в пространстве всех образующих его элементов, их внутреннее строение и характер взаимодействия между ними. Каждый структурный элемент в любом теле подвержен одновременному воздействию многочисленных, непрерывно изменяющихся по величине и направлению сил (электрических, магнитных, механических и др.), вызывающих притяжение или отталкивание этих элементов друг от друга. Находясь в непрерывном (броуновском) движении, каждая структурная единица стремится занять наиболее выгодное положение, характеризующееся минимальной энергией и максимальной неупорядоченностью, соответствующее максимальной энтропии.
В полимерных телах структурными элементами являются макромолекулы. Движение каждого атома в мономерном звене, каждого мономерного звена в макромолекуле и каждой макромолекулы зависит от совокупности сил, действующих сил, действующих на электронном, атомном, молекулярном уровнях в каждое данное мгновение.
Так же, как атомы и молекулы, находящиеся в непрерывном движении, макромолекулы стремятся занять наиболее энергетически выгодное, равновесное положение друг относительно друга, образуя так называемую надмолекулярную структуру.
Химическое строение.
Характеристикой химического строения макромолекулы является химическое строение ее повторяющегося составного звена. По химическому строению повторяющегося звена полимеры делятся на органические, неорганические и элементоорганические.
Органические полимеры содержат в главной цепи атомы углерода, а также кислорода, азота и серы. В боковые группы могут входить водород, галогены, соединенные непосредственно с углеродом, или атомы других элементов, непосредственно не соединенных с углеродом основной цепи.
Неорганические полимеры состоят из неорганических атомов и не содержат органических боковых радикалов.
Элементоорганические полимеры – это соединения, макромолекулы которых наряду с атомами углерода содержат неорганические фрагменты. По составу главных цепей их делят на три группы:
- соединения с неорганическими цепями, обрамленные боковыми органическими группами;
- соединения, в главной цепи которых находятся атомы углерода, а боковые группы содержат любые другие атомы, за исключением азота, серы, кислорода и галогенов, соединенных непосредственно с атомом углерода;
- соединения с органонеорганичекими цепями.
Соединения каждого класса можно разделит на гомоцепные и гетероцепные. У гомоцепных соединений цепи построены из атомов одного элемента, у гетероцепных – на разных.
При делении на гомоцепные и гетероцепные полимеры состав боковых цепей не учитывают.
От природы атомов в звеньях зависит не только энергия связей, но и их полярность. Эти показатели являются очень важными, поскольку определяют ряд эксплуатационных свойств полимеров, например, стойкость к действию высоких температур, агрессивных сред, электрические свойства и др. В зависимости от полярности связей полимеры делят на неполярные и полярные. К неполярным относят, например: полиэтилен, полипропилен, полиизопрен, полибутадиен, полиизобутилен. Полярные полимеры содержат в составе повторяющегося звена группы с полярными связями ( С – ОН, С – СООН, С – NН2, С – СN, С - СCl), и их дипольный момент отличен от нуля. К полярным полимерам относят , например: поливиниловый спирт, целлюлоза, крахмал, содержащие большое количество групп ОН, полинитрилоакрил, поливинилхлорид и др. Полярность полимера зависит и от симметричности расположения полярных групп в повторяющемся составном звене.
Похожие работы
... современного состояния науки и содержания предметной области “Химия” и “Биология” в средней общеобразовательной школе. Она соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта школьного курса по химии, биологии и представляет собой модульную обучающую систему, в которой ученик самостоятельно приобретает знания, а учитель осуществляет мотивированное управление его обучением ( ...
... разовая) – 0,01%. 4 Содержание Введение......................................................................................................................4 Глава 1. Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на примере углерода и его соединений.......................................................................5 1.1 Использование межпредметных связей для формирования у учащихся ...
... больше чем в Харькове), дальше, где-то в само конце, следовали ремесленники и рабочие. Глава II. ГЕОГРАФИЯ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ 2.1. География машиностроения Машиностроительный комплекс - сложное межотраслевое образование, охватывающее машиностроение и металлообработку. В свою очередь, машиностроение включает много специализированных отраслей, сходных по технологии ...
... , поэтому мы не можем его игнорировать. Просто российский путь – это, как правило, путь тернистый...[4] 1.2 Роль экологического фактора на развитие города Дзержинска 1.2.1 Описание программы, проводимой городской Администрацией, для улучшения инвестициооной привлекательности города Программа экологического развития города Дзержинска основана на том, что городская администрация стремится ...
0 комментариев