Справочники / Репетитор по химии - Белов Н.В

4.При взаимодействии каких веществ образуется дипептид аланиллизин?

.А Аминоэтановая кислота и 2,6-диаминогексановая кислота

.Б 2-Аминопропановая кислота и 2,6-диаминогексановая кислота

.В 2-Амино-3-метилбутановая кислота и 2-аминопропа- новая кислота

.Г Аминоэтановая кислота и α-аминопропионовая кислота

5.Какое значение рН среды может иметь раствор глутаминовой кислоты?

6.Какие из указанных аминокислот являются незаменимыми?

.А Аминобутандиовая кислота

.Б 2-Амино-3-меркаптопропановая кислота

.В 2,6-Диаминогексановая кислота

.Г 2-Аминопропановая кислота

.Д 2-Амино-3-фенилпропановая кислота

7.Добавление каких из указанных веществ вызывает необратимое осаждение белков?

8.Какое гетероциклическое азотистое основание не входит

всостав ДНК?

9.Какой элемент входит в качестве гетероатома в состав фурана?

720

Раздел 12

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ

§ 12.1. Общая характеристика высокомолекулярных соединений (ВМС)

• ВМС (полимеры) — это вещества с очень большой молекулярной массой, молекулы которых содержат повторяющиеся группировки атомов.

Классификация

1. По способам получения:

2. По свойствам и применению:

а) пластмассы; б) эластомеры (каучуки, резины); в) волокна.

Строение

Основные структурные понятия

Мономеры — низкомолекулярные вещества, из которых образуются молекулы полимеров.

Молекулы полимеров являются макромолекулами.

Структурное звено полимера — группа атомов, многократно повторяющаяся в макромолекуле полимера.

721

Степень полимеризации (n) — число, которое показывает, сколько молекул мономеров соединяются в макромолекулу полимера. Например:

или:

Значения п: от нескольких сотен до сотен тысяч; п — величина не постоянная, макромолекулы одного полимера могут иметь различную длину, поэтому молекулярная масса полимеров — средняя величина:

Мr (полимера) = Мr (структурного звена) · пср.

Геометрическая (пространственная) структура

722

Твердые полимеры могут иметь кристаллическую и аморфную структуры.

Кристаллическая структура полимера характеризуется упорядоченным взаимным расположением макромолекул. Так как молекулы велики, то одни и те же макромолекулы полимера могут проходить через кристаллические (упорядоченные) и аморфные (неупорядоченные) области.

Особые свойства (характерные для большинства ВМС)

Особые свойства ВМС являются следствием большой величины их макромолекул.

1.ВМС не имеют определенной температуры плавления, плавятся в широком интервале температур, некоторые разлагаются ниже температуры плавления.

2.Не подвергаются перегонке, так как разлагаются при нагревании.

3.Не растворяются в воде или растворяются с трудом.

4.Обладают высокой прочностью.

5.Инертны в химических средах, устойчивы к воздействию окружающей среды.

Синтез полимеров

723

1. Реакция полимеризации:

2. Реакция поликонденсации:

3. Реакция сополимеризации:

Пластмассы

Пластическими массами называются материалы на основе природных и синтетических ВМС (часто в состав пластмасс входят другие компоненты), способные под воздействием высокой температуры и давления принимать любую заданную форму и сохранять ее после охлаждения (пластичность).

Пластмассы широко применяются в качестве заменителей металлов, дерева и т. д.

724

Пластмассы

Эластомеры (каучуки, резина)

Эластомеры — природные или синтетические ВМС с высокоэластичными свойствами.

Макромолекулы эластомеров — скрученные в клубки цепи. Цепи могут вытягиваться под действием внешней силы, после ее снятия снова скручиваются (элестичность — способность восстанавливать форму).

Применение эластомеров см. в теме «Диеновые углеводороды. Каучуки».

Волокна

Волокна — ВМС природного и синтетического происхождения, перерабатываемые в нити; характеризуются высокой упорядоченностью молекул (линейные полимеры).

Классификация волокон

Волокна

725

Получение химических волокон

1.Получение синтетических волокон:

а) полиэфирного волокна:

Расплав лавсана пропускают через фильеры (колпачки с мельчайшими отверстиями); при этом образуются тонкие нити, которые затвердевают при охлаждении;

б) полиамидного волокна:

2. Получение искусственного ацетатного волокна:

726

Диацетилили триацетилцеллюлозу растворяют в ацетоне, пропускают через фильеры, удаляют растворитель теплым воздухом; в результате образуются тонкие нити.

Искусственные и синтетические волокна заменяют природные при изготовлении тканей, канатов.

Вопросы для контроля

1.Какие вещества называются высокомолекулярными соединениями?

2.Как можно классифицировать ВМС?

3.Чем различаются понятия «мономер», «структурное звено полимера»?

4.Что показывает степень полимеризации?

5.Чему равна молекулярная масса полимера?

6.Какую геометрическую (пространственную) структуру могут иметь ВМС?

7.Каковы особые свойства ВМС и чем они обусловлены?

8.Что такое реакции: полимеризации, поликонденсации, сополимеризации?

9.Чем отличаются между собой пластмассы и эластомеры?

10.Как классифицируют волокна? Приведите примеры волокон различного типа.

Задачи и упражнения для самостоятельной работы

1.Сколько изопреновых звеньев должна содержать макромолекула натурального каучука при молекулярной массе, равной одному миллиону?

2.Из изобутилена, подобно этилену, можно получить полимер. Напишите уравнение реакции полимеризации.

3.Сколько структурных звеньев входит в макромолекулу поливинилхлорида с молекулярной массой 350 000?

4.Напишите схему образования синтетического волокна полиакрилонитрила (нитрон) из акрилонитрила:

СН2=CH—CN

5.Широко распространенный полимер полиметилметакрилат (оргстекло, или плексиглас), который получают полимеризацией метил-

метакрилата, имеет строение

727

Найдите структурное звено полимера и определите структурную формулу мономера.

6. Как осуществить синтез указанных мономеров на основе ацетилена:

7.При сжигании смеси бензола и стирола выделился оксид углерода (IV) объемом 89,6 л (н. у). При полимеризации такого же количества стирола, какое содержится в смеси, образуется 16,64 г полистирола (выход 80 %). Определите массовые доли бензола и стирола в смеси.

8.Как можно получить поливинихлорид, имея карбид кальция, воду, хлорид натрия, серную кислоту? Напишите уравнения реакций.

§12.2. Вода, ее физические

ихимические свойства

Изучив свойства неорганических и органических веществ, а также вопросы общей химии, можно дать полный комплексный ответ на вопрос о свойствах одного из важнейших химических соединений — воды — в том объеме, в каком это требуется от абитуриента на вступительных экзаменах по химии.

I. Строение молекулы Н2О

Подробно вопрос о строении молекулы воды рассматривался в теме «Хи-

мическая связь». Напомним, что молекула Н2О имеет угловое строение,

угол между связями H—О—Н = = 104,5°.

Связи О—Н в молекуле Н2О являются полярными, на атоме кислорода существует частичный отри-

728

цательный заряд δ–, на атомах водорода — частичный положительный заряд δ+.

В целом молекула Н2О является полярной молекулой, т. е. диполем: + – . Атом кислорода в молекуле воды имеет две

неподеленные электронные пары на внешнем слое.

II. Физические свойства

При обычных условиях вода — жидкое прозрачное вещество без цвета, вкуса и запаха. Плотность жидкой воды имеет максимальное значение 1 г/см3 (1000 кг/м3) при 4 °С. При более низких и более высоких температурах плотность воды уменьшается.

При 0 °С вода переходит из жидкого в твердое состояние (лед). Плотность льда меньше плотности воды, и поэтому он плавает на ее поверхности (это одна из аномалий воды, так как плотность всех других веществ в твердом состоянии больше, чем в жидком).

При 100 °С вода кипит и переходит в газообразное состояние (водяной пар). Вода имеет аномально высокую температуру кипения по сравнению со своими аналогами (H2S, H2Se и Н2Те при обычных условиях являются газами). Это объясняется тем, что молекулы воды находятся в ассоциированном состоянии за счет образования межмолекулярных

или (Н2O).

При комнатной температуре степень ассоциации х2—4.

Исключительно высокой является теплоемкость воды. С этим связаны важная роль природных водоемов в качестве аккумуляторов теплоты, использование воды в охладительных системах различных двигателей. Поддержание определенной температуры живых организмов при существенных изменениях температуры окружающей среды также в значительной степени обусловлено большой теплоемкостью воды.

729