
- •Предмет и роль органической химии. Теория химического строения органических соединений а.М. Бутлерова и ее значение.
- •Явление изомерии органических соединений, ее типы.
- •Электронные представления в органической химии. Строение атома углерода. Гибридизация орбиталей (валентные состояния атома углерода). Ковалентная связь и ее виды (простая, или δ- и кратные).
- •Классификация органических реакций (по характеру химических превращений и по механизму протекания). Гомолитические (радикальные) и гетеролитические (ионные) реакции.
- •Получение.
- •1. Галогенирование
- •2. Нитрование алканов
- •Строение алкадиенов: а) молекулярное
- •Алкины. Гомологический ряд ацетиленовых углеводородов, общая формула. Изомерия, номенклатура, получение. Строение, химические свойства. Практическое использование ацетилена и винилацетилена.
- •Получение:
- •1) В промышленном масштабе для технических целей ацетилен получают высокотемпературным пиролизом метана.
- •Реакции присоединения:
- •1) Гидрирование. Гидрирование алкинов осуществляется при нагревании с теми же металлическими катализаторами (Ni, Pd или Pt), что и в случае алкенов, но с меньшей скоростью.
- •Спирты. Предельные одноатомные спирты. Классификация, изомерия, номенклатура, получение. Физические и химические свойства.
- •Химические свойства спиртов.
- •Многоатомные спирты. Классификация. Этиленгликоль и глицерин. Получение. Химические свойства, идентификация. Практическое использование.
- •Фенолы. Изомерия и номенклатура. Химические свойства. Химическая идентификация фенола. Практическое использование в синтезе высокомолекулярных органических соединений.
- •Химические свойства
- •1. Реакции с участием гидроксильной группы
- •2. Реакции с участием бензольного кольца
- •Предельные двухосновные карбоновые кислоты. Номенклатура. Химические свойства. Адипиновая и терефталевая кислоты, практическое использование в синтезе полимеров.
- •Номенклатура. Систематические названия двухосновных предельных карбоновых кислот даются по названию соответствующего алкана с добавлением суффикса -диовая и слова кислота.
- •Амины. Классификация. Изомерия, номенклатура. Способы получения. Строение аминов и химические свойства. Практическое использование.
- •Классификация По радикалу:
- •По функциональным группам
- •Имеют структуру типа rch(nh2)co2h.
- •Общие химические свойства
- •Пептид — семейство веществ, молекулы которых построены из остатков α-аминокислот, соединённых в цепь пептидными (амидными) связями —c(o)nh—.
- •Углеводы. Химическая природа. Классификация. Распространение в природе, биологическая роль и практическое значение.
- •Биологическая роль углеводов:
- •Углеводы. Моносахариды (глюкоза, фруктоза). Строение (открытая и циклическая формы). Способы получения. Химическая идентификация (восстанавливающие свойства).
- •Получение углеводов
- •В растениях углеводы образуются из двуокиси углерода и воды в процессе сложной реакции фотосинтеза, осуществляемой за счет солнечной энергии с участием зелёного пигмента растений - хлорофилла.
- •Дисахариды (мальтоза, целлобиоза, сахароза). Строение. Получение. Химические свойства. Химическая идентификация восстанавливающих дисахаридов.
- •Целлобиоза — состоит из двух остатков глюкозы.
- •Способы получения дисахаридов:
- •Химические свойства
- •Отличительные особенности полимерного состояния вещества. Физические свойства полимеров и геометрическая форма макромолекул.
- •Методы синтеза полимеров. Реакция полимеризации, основные закономерности. Реакция поликонденсации, отличительные особенности. Примеры получения полимеризационных и поликонденсационных полимеров.
- •Химические превращения полимеров. Полимераналогичные реакции и их практическое использование.
- •Химические превращения полимеров. Макромолекулярные реакции (межмолекулярные и деструктивные). Деструкция полимеров, ее виды. Стабилизация полимеров и виды стабилизаторов.
- •Волокна. Общая характеристика. Строение макромолекул и свойства. Натуральные волокна (белковые и целлюлозные). Природные источники, химический состав, свойства и применение.
- •Искусственные волокна (ацетатные, вискозное), синтетические волокна (полиамидные, полиэфирные, полиакрилонитрильные, поливинилхлоридные). Свойства и применение.
Отличительные особенности полимерного состояния вещества. Физические свойства полимеров и геометрическая форма макромолекул.
Макромолекулы полимеров, в отличие от молекул низкомолекулярных веществ, являются нелетучими, для них характерны меньшие скорости диффузии, а для растворов полимеров характерны меньшие значения коллигативных свойств по сравнению с растворами низкомолекулярных соединений. Практически все полимеры, производимые промышленностью, и природные полимеры органического происхождения являются цепными. Это означает, что длина макромолекулы намного больше ее поперечного размера. К уникальным фундаментальным свойствам полимеров относятся высокоэластичность и вязкоупругости. Для растворов полимеров характерны набухание, при котором объем растворяемого полимера может увеличиваться на порядок и более, большая вязкость и способность к гелеобразованию.
Основные физические параметры полимеров (прочность, теплопроводность, дилатометрические характеристики, характеристические температуры) практически не зависят от молекулярной массы. Молекулярная масса полимеров влияет на реологические показатели их расплавов, на термодеформационные и ряд эксплуатационных свойств. Кроме того, она существенно зависит от способа получения полимеров, то есть от оборудования и технологии их синтеза.
Геометрическая форма макромолекулы - пространственная структура макромолекулы в целом. Для макромолекул характерны три основные разновидности геометрических форм (каждый шарик на рисунках условно означает структурное звено).
Линейная форма (например, полиэтилен низкого давления, невулканизованный натуральный каучук и т.п.):
Разветвленная форма (полиэтилен высокого давления и др.):
Пространственная (трехмерная или сетчатая) форма (например, вулканизованный каучук):
Геометрическая
форма макромолекул в значительной
степени влияет на свойства полимеров:
линейные и разветвленные полимеры термопластичны, растворимы;
линейные полимеры имеют наибольшую плотность, их макромолекулы способны к ориентации вдоль оси направленного механического поля (это используется, например, при формовании волокон и пленок);
полимеры сетчатого (пространственного) строения, не плавятся, не растворяются, а только набухают в растворителях; определение молекулярной массы для таких полимеров утрачивает смысл (нет отдельных макромолекул, все цепи сшиты в единую сетку). Сетчатые структуры могут быть получены из термореактивных полимеров.
№26.
Методы синтеза полимеров. Реакция полимеризации, основные закономерности. Реакция поликонденсации, отличительные особенности. Примеры получения полимеризационных и поликонденсационных полимеров.
Классификация полимеров по методам синтеза:
а) Реакции полимеризации. Мономерами являются соединения с двойной связью, и образуется в результате реакции только полимер.
б) Реакции поликонденсации. Мономерами являются соединения с функциональными группами и наряду с полимером, образуется ещё и низкомолекулярное вещество (вода, аммиак, хлороводород).
Реакция полимеризации представляет собой соединение молекул мономера, которое обеспечивается раскрытием кратных связей, и при этом не образуются иные вещества и продукты. Раскрытие связей способствует образованию цепи с мономерными звеньями. Для полимеризации характерно понижение уровня насыщенности реагирующих веществ, а также снижается количество их молекул, и происходит увеличение молекулярной массы. Полимеризация включает в себя ряд стандартных реакций: образование активного центра, рост цепи молекул, передача и обрыв цепи. В реакции полимеризации могут принимать участие более двух различных мономеров, и тогда данная реакция будет являться сополимеризацией. Природа образующихся активных центров способствует выделению двух видов полимеризации: радикальной и ионной. Основными отличиями являются их механизмы протекания и методы возбуждения.
Поликонденсацией называют реакцию образования высокомолекулярных веществ в результате конденсации многих молекул, сопровождающейся выделением простых веществ (воды, спирта, углекислого газа, хлористого водорода и т. д.). В отличие от реакции полимеризации масса получаемого полимера меньше массы исходных веществ, а его элементарный состав не совпадает с элементарным составом вступающих в реакцию соединений. Поликонденсация может происходить только том случае, если исходные вещества содержат в своем составе функциональные группы, которые, отщепляя молекулу простого вещества, образуют новую группу, связывая остатки реагирующих молекул. Кроме основной реакции поликонденсации — реакции роста полимерной цепи при получении полимеров в реальных условиях протекает ряд других реакций: образование реакционных центров, обрыв полимерных цепей, образование простых веществ и т. д.
№27.