Реферат Орындаған: Мукарап Мұхаммедали Саулетұлы Тексерген: Тулегенова Гульмира Умирзаковна
жүктеу/скачать 333,18 Kb.
|
Жоғары молекулалық қосылыстар
- Бұл бет үшін навигация:
- «Полимеризация»
|
Реферат Орындаған: Мукарап Мұхаммедали Саулетұлы Тексерген: Тулегенова Гульмира Умирзаковна Жоспар:
Ашылу тарихы Жалпы мәліметтер Жоғары молекулалы қосылыстарды синтездеу әдістері Поликонденсация реакциялары Полимерлену реакциясы Дереккөздер «Полимеризация» терминін ғылымға Дж.Берзелиус 1833 жылы изомерияның ерекше түрін белгілеу үшін енгізді, ондағы құрамы бірдей заттар әртүрлі молекулалық салмаққа ие, мысалы, этилен мен бутилен, оттегі және озон (осылайша, терминнің мазмұны полимерлер туралы қазіргі идеяларға сәйкес келмеді).Бірқатар жоғары молекулалық қосылыстар 19 ғасырдың бірінші жартысында-ақ алынған болатын. Алайда, сол кезде олар «шайырландырудың» қажетсіз жанама өнімдері ретінде қарастырылды. Синтетикалық жоғары молекулалық қосылыстар туралы алғашқы ескертулер 1838 (поливинилхлорид) және 1839 (полистирол) кезеңдеріне жатады. Жоғары молекулалы қосылыстар немесе полимерлер (гр. πολύ- — көп, μέρος — бөлік, бөлігі) — молекула құрамында өзара химикалық немесе координаттық байланыстармен қосылған жүздеген, мыңдаған атомдары бар және өздеріне ғана тән қасиеттермен ерекшеленетін заттар тобы. Жоғары молекулалы қосылыстар көбіне молекулалары көп қайталанып отыратын мономерлер тізбегінен тұрады. Олардың ішіндегі ең қарапайымы — полиэтилен, оның мономері — этилен. Жоғары молекулалы қосылыстар табиғи (ақуыздар, нуклеин қышқылдары, табиғи шайырлар), жасанды (табиғи полимерді химикалық реактивтермен әрекеттестіру кезінде алынатын), синтетикалық (полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиамид, фенолды шайыр, т.б.) болып үш топқа бөлінеді. Табиғи жоғары молекулалы қосылыстар Биосинтез барысында тірі организм клеткаларында түзіледі. Синтетикалық жоғары молекулалы қосылыстар мономерлерді поликонденсациялау, полимерлеу арқылы алынады. Олардың тізбектері ашық, бірінен соң бірі түзу сызық бойымен орналасқан мономер бөліктерінен, тарамдалған немесе тор тәрізді Жоғары молекулалардан құралған (қ. Полимерлер). Жоғары молекулалы қосылыстар машина жасауда, құрылыста, ауыл шаруашылығында, электртехникада, медицинада, т.б. көптеген салаларда кеңінен қолданылады. Жоғары молекулалық қосылыстар (полимерлер) бірнеше мыңнан бірнеше (кейде көп) миллионға дейінгі молекулалық салмақтармен сипатталады. Жоғары молекулалық қосылыстардың (макромолекулалар) молекулаларына химиялық байланыстармен байланысқан мыңдаған атомдар кіреді. Полимердің немесе олигомердің тізбегін құрайтын кез-келген атом немесе атомдар тобы құраушы бірлік деп аталады. Қайталануы тұрақты (төменде қараңыз) полимердің құрылымын сипаттай алатын ең кіші құраушы бірлік, құраушы қайталанатын бірлік деп аталады. Полимерлену кезінде бір мономер молекуласынан түзілетін құраушы бірлік мономер бірлігі деп аталады (бұрын оны кейде элементар бірлік деп атайтын). Мысалы, полиэтиленде [—CH2CH2—] n қайталанатын қосылыс бірлігі CH2, мономерлі –CH2CH2. Сызықтық полимердің атауы «поли» префиксін қосу арқылы қалыптасады (бейорганикалық полимерлер жағдайында - «катенан-поли»): а) жақшаның ішіне алынған жүйенің қайталанатын бірлігінің атауына (жүйелік атаулар); б) полимер алынған мономердің атауына (IUPAC жиі қолданылатын полимерлерді тағайындау үшін қолдануға кеңес беретін жартылай жүйелік атаулар). Қосылыстың қайталанатын сілтемесінің атауы химиялық номенклатура ережелеріне сәйкес жасалады, мысалы (алдымен жартылай жүйелік атаулар көрсетіледі): Шығу тегі бойынша жоғары молекулалық қосылыстар табиғи немесе биополимерлерге (мысалы, белоктар, нуклеин қышқылдары, полисахаридтер) және синтетикалық (мысалы, полиэтилен, полистирол, фенол-альдегид шайырлары) болып бөлінеді. Макромолекуладағы атомдар мен атом топтарының орналасуына байланысты мыналар ажыратылады: 1) макромолекулалары ашық, сызықты, тізбекті (мысалы, табиғи каучук) немесе кеңейтілген циклдар тізбегі (мысалы, целлюлоза; 2) тармақталған жоғары молекулалық қосылыстар, жоғары молекулалық сызықтық қосылыстар, тармақтары бар сызықты тізбек түріндегі макромолекулалар (мысалы, амилопектин); 3) жоғары молекулалық салалық қосылыстар - жоғары молекулалы тізбекті қосылыстардың сегменттері арқылы құрылған үш өлшемді тораптар (мысалы, фенолды шайырлар, вулканизацияланған резеңке). Торлы полимерлерді де қараңыз. Бір химиялық құрамы бар макромолекулаларды қондырғының әр түрлі стереоизомерлерінен құруға болады. Молекулалары бірдей стереоизомерлерден немесе белгілі бір периодтылықпен тізбекте ауысып тұратын әртүрлі стереоизомерлерден тұратын жоғары молекулалық қосылыстар стереорегулярлы деп аталады. Бірліктің стереоизомерлерінің әрқайсысы немесе кейбіреулері бір макромолекула ішінде бірін-бірі алмастыратын өте ұзақ үздіксіз тізбектер құрайтын жоғары молекулалық қосылыстарды стереоблокты сополимерлер деп атайды. Стереорегулярлы емес немесе атактикалық, жоғары молекулалы қосылыстарда әртүрлі кеңістіктік конфигурациялардың буындары тізбекте кездейсоқ кезектесіп отырады. Стереорегулярлы полимерлерді қараңыз. Макромолекулалардың химиялық құрамы бойынша гомополимерлер (полимер бір мономерден, мысалы, полиэтиленнен түзіледі) және сополимерлерден (полимер кем дегенде екі түрлі мономерлерден, мысалы, стирол-бутадиен каучуктан түзіледі) ажыратылады. Бірдей мономер бірліктерінен тұратын, бірақ молекулалық массасы бойынша ерекшеленетін жоғары молекулалық қосылыстар полимеромологтар деп аталады. Кополимерлер макромолекуладағы әр түрлі бірліктердің таралу сипатына қарай тұрақты және тұрақты емес болып бөлінеді. Кәдімгі макромолекулаларда бірліктердің таралуының белгілі бір кезеңділігі байқалады. Қарапайым мысалдар: стиролдың малеор ангидридімен немесе кейбір ... акрил мономерлері бар олефиндердің ауыспалы сополимерлері ... ABABABAB ... типіне сәйкес салынған, мұндағы А және В мономерлік бірліктер болып табылады (қараңыз: Кополимерлеу, Радикалды полимерлеу). Айнымалы қондырғылардың неғұрлым күрделі тұрақты тізбегі, мысалы, полипептидтерде - α-аминқышқылдарының сополимерлерінде жүзеге асырылады. Тұрақты емес сополимерлер кездейсоқ, немесе статистикалық (яғни белгілі бір статистикаға тәуелді, бірақ тұрақты емес), бірліктердің таралуымен сипатталады; бұл көптеген синтетикалық сополимерлерде байқалады. Ақуыздарда бірліктердің ретсіз реттілігі генетикалық кодпен белгіленеді және осы қосылыстардың биохимиялық және биологиялық ерекшелігін анықтайды. Бірліктердің әрқайсысы құрған жеткілікті ұзақ үздіксіз тізбектер макромолекула шеңберінде бірін-бірі алмастыратын сополимерлерді блок сополимерлер деп атайды (Блок сополимерлерін қараңыз). Соңғылары тұрақты деп аталады, егер блоктардың ұзындығы және олардың ауысуы белгілі бір кезеңділікке бағынса. Блоктың ұзындығы азайған сайын блоктық сополимерлер мен кездейсоқ сополимерлер арасындағы айырмашылық біртіндеп жоғалады. Бір химиялық құрамы немесе құрылымы бар макромолекулалық тізбектің ішкі (терминалды емес) буындарына басқа құрамдағы немесе құрылымдағы бір немесе бірнеше тізбектер қосылуы мүмкін; мұндай сополимерлер трансплантаттық сополимерлер деп аталады. Макромолекуланың негізгі (негізгі) тізбегінің құрамына байланысты барлық жоғары молекулалық қосылыстар екі үлкен класқа бөлінеді: негізгі тізбектері бірдей атомдардан құралған гомохинжелілік және гетеро тізбегі, олардың негізгі тізбегінде әр түрлі элементтердің атомдары, көбінесе C, N, Si, P Гомочейннің жоғары молекулалық қосылыстарының ішінде көбінесе көмірсутектер (негізгі тізбектер тек көміртек атомдарынан тұрады), мысалы, полиэтилен, полиметилметакрилат, политетрафторэтилен (Фторопластиканы қараңыз), гутта-перча. Гетерохейннің жоғары молекулалық қосылыстарына мысал ретінде полиэфирлер (мысалы, полиэтилен оксиді, полиэтилентерефталат, поликарбонаттар), полиамидтер, кремнийорганикалық полимерлер, мочевина-формальдегидті шайырлар, белоктар, целлюлоза жатады. Жоғары молекулалы қосылыстар, олардың макромолекулалары құрамына көмірсутек топтарымен қатар бейорганикалық элементтер атомдары кіреді, органоэлемент деп аталады. Құрамында металл атомдары бар полимерлерде (мысалы, Zn, Mg, Cu) қарапайым ковалентті байланыстарды координациялық байланыстармен біріктіруге болады (координациялық полимерлерді қараңыз). Жоғары молекулалық қосылыстардың жеке тобы макоролекулалары бейорганикалық негізгі тізбектерден құрастырылған және құрамында органикалық бүйірлік радикалдар (рамалық топтар) жоқ бейорганикалық полимерлер (мысалы, полифосфазендер).
Полимерлердің қасиеттері: Жоғары молекулалы қосылыстардың жалпы ортақ қасиеттері болады. Бірақ оны классикалық үлгідегі химия тұрғысынан түсіндіру қиын. Сондықтан полимерлердің қасиеттерін қарастыру үшін тиісті жаңа түсініктерді енгізуге тура келеді. Полимерлердің молекулалық массасы әр түрлі және құрылымының айрықша сипаты болуына байланысты, олардың қасиеттерінің кіші молекулалы заттардың қасиеттерінен айтарлықтай өзгешелігі болады. Кіші молекулалы заттар, әдетте, өздеріне тән балқу, қайнау температураларымен және басқа да тұрақты шамалармен, яғни константалармен сипатталады. Жоғары молекулалы қосылыстардың бірінші ерекшелігі — мүлде жаңа орташа молекулалық масса түсінігінің болуы. Кіші молекулалы заттар қасиеттерінің тұрақты болуы, олардың молекулалық массаларының тұрақтылығында, ал жоғары молекулалы қосылыстардың молекулалық массасы құрылым буындарының санына байланысты өзгеріп отырады. Осыған сәйкес қасиеттері де елеулі түрде өзгереді. Ұзындықтары әр түрлі, бірақ бірдей химиялық буындардан тұратын макромолекулалар полимергомологтар деп аталады. Жоғары молекулалы қосылыстардың молекулалық массалары үлкен болған сайын әр түрлі полимерлердің қасиеттеріндегі айырмашылықтар да азая береді, тіпті жеке зат ретінде айырмасы болмай қалады. Сондықтан полимергомологтарды жеке химиялық зат ретінде бөлу әдісі жоқ деуге болады. Полимергомологтардың қоспасын молекулалық массалары бірбіріне жуық шамадағы фракцияларға бөліп қарастырады. жүктеу/скачать 333,18 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|