Лекция посвящена высокомолекулярным соединениям (ВМС), которые представляют собой химические вещества, состоящие из мономерных звеньев, соединенных ковалентными связями. В документе рассматриваются классификации полимеров по различным критериям, таким как происхождение, состав, структура и пространственное строение. Также обсуждаются особенности их свойств, включая механические и химические характеристики.

1. Лекция №3

2. Высокомолекулярные соединения (ВМС) – это химические
вещества, которые
состоят из большого числа повторяющихся
группировок (мономерных звеньев), соединенных между собой
химическими связями и обладающие особыми свойствами.
ВМС,
состоящие
строения,
много,
называют
«мерос»
–
из
больших
полимерами
часть).
Молекула
молекул
(от
греч.
полимера
цепного
«поли»
–
называется
макромолекулой – это молекулы, которые состоят из огромного
числа атомов, соединенных между собой обычными ковалентными
связями (от греч. «макрос» - большой, длинный).

3. Мономер – это низкомолекулярное соединение, из которого
образуются полимеры.
Пример:
пропилен СH2=CH-CH3 является мономером полипропилена:
Полимергомологи – это полимерные соединения одинакового
химического
строения,
отличающиеся
степенью
полимеризации, т.е. длиной цепи.
Полимергомологический ряд – это ряд соединений, в котором
каждый элемент отличается от предыдущего на элементарное звено.
У целлюлозы элемент полимергомологического ряда отличается
на группу C6H10O5, у природного каучука – на группу C5H8.

4. Элементарное (мономерное) звено – это одинаковые,
многократно повторяющие группы атомов, связанных между собой
химическими связями.
Пример:
макромолекула полиэтилена:
…-CH2-CH2-CH2-CH2-…
построена из элементарных звеньев – остатков мономеров:
-CH2-CH2Степень полимеризации называют среднее число молекул –
мономеров, входящих в макромолекулу полимера.
P=M/m
где M – масса полимера, m – молекулярная масса элементарного
звена.
Полимеры с высокой степенью полимеризации называются
высокополимерами, а с небольшой – олигомерами.
Сополимеры – полимеры, макромолекулы которых построены из
разных элементарных звеньев.
Гомополимеры – полимеры, которые содержат в макромолекуле
одинаковые элементарные звенья.

5. 1. По происхождению:
- Природные (биополимеры – полисахариды, белки, каучук и др.);
- Искусственные – полученные из природных путем химических
превращений (ацетатное, вискозное волокно);
- Синтетические – полученные из мономеров (синтетические каучуки,
капрон, лавсан).
2. По составу:
- Органические;
- Элементоорганические;
- Неорганические.
3. По структуре макромолекулы:
- Линейные;
- Разветвленные;
- Сетчатые.
4. По химическому составу:
- Гомополимеры;
- Гетерополимеры.

6. 5. По составу главной цепи:
- Гомоцепные;
- Гетероцепные.
6. По пространственному строению:
- Стереорегулярные;
- Нестереорегулярные.
7. По физическим свойствам:
- Кристаллические;
- Аморфные.
8. По способу получения:
- Полимеризационные;
- Поликонденсационные.

7. Напишите
структурные
формулы
полимеров для каждой классификации.

8. Геометрическая форма макромолекул – это пространственная
структура макромолекул в целом.
Форма
Линейная
Разветвленная
Сетчатая
(пространственная)

10. Химическое строение – последовательность химических связей
атомов в молекуле (теория Бутлерова).
Пространственное строение – определенное расположение
атомов молекулы в пространстве(геометрия молекулы).
Электронное строение – распределение на атомах молекулы
электронной плотности, зарядов, неспаренных электронов.

11. Оно определяет порядок соединения структурных звеньев в цепи.
 Регулярное строение –
 Нерегулярное строение -
выражается в правильно
повторяющемся
расположении атомов в цепи.
 Присоединение может идти
по типу α, α («голова к
голове») и β, β («хвост к
хвосту»)
порядок расположения атомов в
цепи нарушен.
 Помимо соединения по типу
«голова к хвосту» появляются
соединения «голова к
голове», «хвост к хвосту».

12. -определенное расположение в пространстве
атомов или групп атомов, связанных с главной
цепью
макромолекулы.
По-другому
стереорегулярность полимера.
–

13. 1. Пространственное строение макромолекул, образованных
виниловыми мономерами CH2=CH–R (к виниловым мономерам
относят соединения, содержащие группу винил –CH=CH2).
Если
представить
макромолекулу
(–CH2–CHR–)n
в
виде
вытянутой цепи, то все атомы углерода, имеющие тетраэдрическое
строение (sp3-гибридизация), окажутся в одной плоскости в виде
зигзагообразного скелета С–С-связей с углами 109o28'.
Группы (или заместители) R могут занимать по отношению к
этой плоскости различные положения в пространстве. Рассмотрим
это на примере отрезка цепи, включающего 4 звена, соединенных
по типу "голова-хвост".

14. 1. Заместители R расположены по одну сторону от плоскости главной цепи:
2. Заместители R находятся по разные стороны от главной цепи:

15. Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в
основной цепи макромолекул (–CH2–CHR–)n расположены упорядоченно:
1. Находятся по одну сторону от плоскости цепи (такие полимеры
называют изотактическими)
2. Находятся строго очередно по одну и другую стороны от этой
плоскости (синдиотактические полимеры ["синдио" означает
"над-под"])

16. 3. Если боковые заместители в макромолекулах располагаются в
беспорядке относительно плоскости основной цепи, то такой полимер
является стереонерегулярным или атактическим.
2. Пространственное строение макромолекул, образованных
диеновыми мономерами. В структурном звене таких макромолекул
имеется двойная связь (например, в 1,4-полибутадиене или 1,4-
полиизопрене). В этом случае возможны цис- и транс- изомерные формы:
натуральный каучук (1,4-цис-полиизопрен)

17. Сополимеры – полимеры, макромолекулы которых построены из
разных элементарных звеньев.
Нерегулярные сополимеры – расположение элементарных звеньев в
главной цепи без определенного порядка.
…-А-B-C-C-B-A-A-B-A-C-B-A-…
Регулярные сополимеры – расположение элементарных звеньев в
главной цепи в строгой последовательности.
…-А-B-C-A-B-C-A-B-C-A-B-C-…
«Блок» сополимеры – полимеры, построенные из элементарных
звеньев только одного вида.
…-А-A-A-A-A-B-B-B-B-C-C-C-C-C-C-C-…

18. В зависимости от строения и внешних условий полимеры могут
находится в аморфном или кристаллическом состояниях.
Аморфное
состояние
полимера
характеризуется
отсутствием
упорядоченности в расположении макромолекул.
Кристаллическое состояние возможно лишь для стереорегулярных
полимеров. Под кристалличностью полимеров понимают упорядоченное
расположение некоторых отдельных участков цепных макромолекул.
Одна и та же макромолекула может проходить через кристаллические и
аморфные участки.

19. Фибриллярная структура кристаллических областей характерна
для жесткоцепных, а складчатая - для гибкоцепных полимеров.

21. 1. Особенности растворов полимеров:
- Высокая вязкость раствора при малой концентрации полимера;
- Растворение полимера происходит через стадию набухания.
2. Особые механические свойства:
- Эластичность – способность к высоким деформациям при
относительно небольшой нагрузке (каучуки);
- Малая хрупкость стеклообразных и кристаллических полимеров;
- Способность макромолекул к ориентации под действием
направленного механического поля (используется при изготовлении
волокон и пленок).
3. Особые химические свойства:
- Способность резко изменять свои физико-механические свойства
под действием малых количеств реагента;
- Гибкость макромолекул – это способность обратимо изменять форму.