- •1. Основные законы химии
- •1.1 Моль. Количество вещества эквивалента (эквивалент) и молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) простых и сложных веществ. Закон эквивалентов
- •2. Строение атома и химическая связь
- •2.1 Строение атома
- •2.2 Химическая связь и строение молекул.
- •3. Энергетика химических процессов
- •3.1 Химическое сродство.
- •4. Химическая кинетика и равновесие
- •5. Дисперсные системы
- •5.1 Способы выражения концентрации раствора
- •5.3 Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена
- •5.4 Гидролиз солей
- •6.Окислительно-восстановительные
- •6.1 Электродные потенциалы и электродвижущие силы
- •6.2 Электролиз
- •6.3 Коррозия металлов
- •7. Комплексные соединения
- •8. Жесткость воды и методы ее устранения
- •9.Теория строения органических соединений
- •9.1 Теория а.М. Бутлерова
- •9.2 Углеродные цепи и изомерия
- •9.3 Электронные структуры органических соединений
- •10. Классификация органических соединении.
- •10.1 Радикалы
- •10.2 Функциональные группы
- •10.3 Типы реакций органических соединений
- •11. Реакции полимеризации.
- •11.1 Полимеризация органических соединений
- •11.2 Полимеризация углеводородов с двойной связью
- •11.3 Сополимеризация.
- •11.4 Ионная полимеризация.
- •11.5 Пространственная изомерия
- •12. Кристаллическое состояние
- •12.1 Основные понятия
- •12.2 Симметрия кристаллов. Система кристаллов
- •12.3 Кристаллические решетки
- •13. Сплавы
- •13.1 Диаграммы состояния металлических систем.
11.5 Пространственная изомерия
органических соединений ( стереоизомерия)
Различия в пространственном расположении атомов оказывают очень большое влияние на свойства полимеров, как природных, так и искусственных.
Теория строения предвидит возможность изомерии соединений, отличающихся друг от друга относительным расположением атомов в пространстве.
Геометрическая изомерия. Два атома углерода, соединенные двойной связью, могут различаться пространственным расположением заместителей:
H-C-Х Х-C-Н
I || II ||
H-C-Х Х-C-Н
Изомеры I типа называют цис-изомерами, а изомеры II типа — транс-изомерами. Цис- и транс- изомеры существенно отличаются по своим свойствам. Известны две кислоты — малеиновая и фумаровая, которые являются геометрическими изомерами:
H-C-CООН НООС-C-Н
|| ||
H-C-СООН Н-C- СООН
Малеиновая кислота Фумаровая кислота
Малеиновая кислота плавится при 130°, а фумаровая — при 286°. Первая из них легче отщепляет воду, образуя ангидрид, а вторая ангидрида не имеет. В природе встречается только фумаровая кислота, малеиновая не найдена.
Каучук и гуттаперча рассматриваются как цис-транс-изомеры. Каучук имеет цис-конфигурацию, а гуттаперча — транс-конфигурацию.
Оптическая изомерия. Для некоторых природных кристаллов, например кварца, характерно полное сходство свойств, за исключением того, что один из них поворачивает (закручивает) плоскость поляризованного луча вправо (правовращающий), а другой поворачивает эту плоскость точно на такой же угол влево (левовра-щающий).
Такое явление характерно для всех молекул, содержащих асимметричный атом углерода, у которого все заместители разные.
Совпадение абсолютно всех свойств у левого и правого изомеров и различие только в направлении закручивания поляризованного луча имеет большое значение. Например, табак содержит левый никотин, а он в 2—3 раза токсичнее, чем правый. Из двух форм аскорбиновой кислоты противоцинготными свойствами обладает только левая; правая не имеет витаминного действия. Из двух глюкоз сбраживается только правая.
Оптическая изомерия оказывает большое влияние на свойства некоторых полимерных материалов.
Стереоспецифическая полимеризация
С 1953 г. стало возможным полимеризацию этилена проводить при обычном давлении — смесью органических соединений алюминия с тетрахлоридом титана TiCl4. Полимеры, получаемые по этому методу из замещенного этилена СН2 = СН, могут быть изображены следующим образом:
Очевидно, что все атомы углерода, содержащие радикалы R, должны обладать оптической активностью. В связи с этим возможны три типа построения полимерной цепи.
1. В цепи имеются право- и левовращающие атомы углерода, расположенные произвольно вдоль цепи:
Это - атактическая цепь.
2. В цепи имеются асимметричные атомы углерода только лево- или только правовращающие:
Это - изотактическая цепь.
Изотактические полимеры — обычно кристаллические вещества, и точка плавления у них значительно выше, чем у соответствующих атактических полимеров. Разработан метод получения изотактических полимеров из простейших этиленовых углеводородов — пропилена и бутилена.
3. В цепи полимера асимметричные атомы поочередно являются правовращающими и левовращающими:
Это
— синдиотактическая цепь полимеров.