Високомолекулярні сполуки — класифікація, властивості

Високомолекулярні сполуки займають особливе місце в групі органічних речовин. Вони володіють значною масою, для їх опису використовуються такі поняття, як макромолекула, мономер, ступінь полімеризації та інші.

Характерні наявністю безлічі повторюваних ланок в різних хімічних реакціях.

Класифікація сполук

Високомолекулярні сполуки діляться на природні і синтетичні. До перших відносяться різні каучуки, полісахариди, нуклеїнові кислоти. На основі фенолу і альдегідів штучно створюються поліетилен, поліпропілен, смоли. Атоми речовини у вигляді макромолекули класифікуються наступним чином:

• Однотяжні ланцюги або послідовність циклів, що застосовується в спірополімерах.
• Розгалужені сполуки, якими володіють крохмаль і дендримери.
• Тривимірна сітка, яка складається з відрізків структурного ланцюга.
• З’єднання з безлічі повторюваних ланок в низькомолекулярних і високомолекулярних різновидах.

Полімери в хімії – це сполуки, які називаються такими через велику масу та міцні хімічні зв’язки уздовж ланцюга виду C₆H₅CH

Вони можуть бути стереополімерами, сополімерами і загальними блок-сополімерами, які діляться на стереорегулярні та нестереорегулярні в залежності від періодичності чергування ланок. Це залежить від:

• ступеня розташування ланок;
• періодичності чергування;
• особливості будови.

Властивості і характеристики

Високомолекулярні реакції мають ряд хімічних властивостей. Деякі з них притаманні виключно високомолекулярним сполукам (ВМС).

Найважливішими характеристиками, які лежать в основі класифікації, можна назвати:

• Утворення відповідними методами високоорієнтованих волокон і плівок.
• Здатність до значних оборотних деформацій з низькою пружністю за походженням.
• Можуть набухати, утворюючи пружні тіла з речовинами типу гелію.
• Дуже висока в’язкість при отриманні розчину в розбавленому вигляді.

Зазначені властивості обумовлені масою, будовою ланцюгів і здатністю макромолекул змінювати форму від зовнішніх впливів. Перехід від лінійних ланцюгів до розгалужених і тривимірних робить такі характеристики менш вираженими.

У хімії реакція полімеризації – це процес зшивання безлічі молекул мономеру в макромолекули. У неї вступають непередбачені з’єднувальні елементи. Існує гомополімеризація і сополімеризація. У першому варіанті йде злиття молекул одного мономера, а в другому возз’єднуються два і більше речовин. Вона йде по радикальному або іонному механізму.

У разі радикальної полімеризації процес ініціюється вільними радикалами. Наприклад, реакція полівінілхлориду йде за наступними стадіями:

• Зародження ланцюга C₆H₅COO = 2C₂H₅COO.
• Після цього йде зростання ланцюга за участю радикала R + CH₂ = CHCl = RCH₂–  CHCl.
• В кінці відбувається розгалуження або обрив ланцюга.

В іонній полімеризації роль активних центрів грають катіони і аніони. Це дозволяє розділити її на катіонну і аніонну варіацію в залежності від донорів і акцепторів. По ній протікає реакція полімеризації поліізобутілену, бутадієну, синтетичного каучуку та інших неорганічних реакцій.

Застосування полімерів

Полімери завдяки високій механічній міцності і в’язкості використовуються в багатьох галузях промисловості. Серед них:

• автомобілебудування;
• електротехніка;
• сільське господарство;
• медицина.

Основними прикладами високомолекулярних сполук є пластмаси, гуми, лаки, фарби та емалі, а також капрон та інші елементарні полімерні сполуки.

Високомолекулярні сполуки і речовини зустрічаються в хімії часто і займають особливе місце. Під розшифровкою ВМС розуміють такі реакції полімеризації і поліконденсації, в яких виділяються амінокислоти, поліетилени і інші сполуки.