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.

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.

Это интересно:

Психологические особенности формирования связной речи у детей дошкольного возраста
Психологическая природа связной речи, проблемы ее становления и развития рассматриваются в многочисленных психологических исследованиях (Л.С. Выготский, Н.И. Жинкин, И.А. Зимняя, А.А. Леонтьев, А.М. Леушина, А.К. Маркова, С.Л. Рубинштейн, А.Г. Рузская, Ф.А. Сохин, Д.Б. Эльконин, и др.). Под связной ...

Взаимодействие школьников с окружающей средой: субъект-объектный воспитательный анализ
На формирование личнос­ти влияют социальные, экономические, культурно-исторические, поли­тические и прочие обстоятельства, т.е. среда в широком смысле этого слова. Реальная действительность, в условиях которой происходит раз­витие человека, называется средой. В Толковом словаре русского языка даютс ...

Сущность понятия пространственного мышления
Проблема формирования пространственного мышления школьников не нова для методики обучения математики, а об актуальности её говорится и пишется уже не одно столетие. Но анализ психолого-педагогической литературы показывает, что со времен Ф. Клейна (1849-1925 гг.) мало, что изменилось в решении этой ...