Білім және ғылым
-сурет. Этан (а) мен этиленнің (б) молекулалары 2.7-сурет
жүктеу/скачать 2,97 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Макромолекуланың пішіні мен мөлшері
| 2.6-сурет. Этан (а) мен этиленнің (б) молекулалары
2.7-сурет. Еркін мүшеленген тізбектің конформациясы 2.8-сурет. Валенттілік бұрыштары шектелген тізбектің конформациясы тізбектің буындарының бір-бірімен салыстырғанда ішкі айналмалы қозғалысы еркін болуы мүмкін деп жорамалдады. Көміртек атомдары бір-бірімен тек қана σ – байланыспен жалғас- қан полимердің бір тізбегін жеке қарастырайық. Мұндай тізбектің буындары жылулық қозғалыста болады, яғни бір буын көрші буынға салыстырмалы түрде айналмалы қозғалысқа түсуі мүмкін. Мұндай тізбектегі валенттілік бұрыштар шектелмеген және σ – байланыстың бойымен еркін айналады деп есептейік. Тізбектің мұндай түрі еркін мүшеленген тізбек деп аталады. Мұндай еркін мүшеленген тізбектің буындары кеңістікте, көрші буындардың орнына тәуелсіз өз бетімен орналасуы ықтимал. Осындай тізбек кез келген конформацияда болуы мүмкін, яғни барынша иілгіш күйде болады (2.7-сурет). Нақты полимерлердің тізбекті молекулаларында валенттік бұрыштардың белгілі шамасы бар және буындардың ішкі айналмалы қозғалысы валенттілік бұрыштың шамасымен шектелген (2.8-сурет). Сондықтан нақты тізбектің буындары өз бетімен еркін орналаспаған, ал әрбір кейінгі буынның орны алдыңғы буынның орнына тәуелді. Тіпті валенттілік байланыс бойындағы айналмалы қозғалыс мүлдем еркін деп ұйғарсақ, мұндай тізбектің конформация шамасы еркін мүшеленген тізбектен аз болады. Дегенмен, мұндай тізбектің де иілуге қабілеті бар. Алайда С. Е. Бреслер және Я. И. Френкель полимер молекуласы- ның ішкі айналмалы қозғалысы бір-бірімен химиялық байланыспаған атомдардың әрекеттесуі арқасында тежелгенін көрсетті. Бұл тежелу бір тізбекте орналасқан (молекулалық ішкі әрекеттесу) немесе көрші тізбектерде орналасқан атомдардың арасындағы өзара әрекеттесудің (молекулааралық әрекеттесу) нәтижесі. Нақты жүйеде полимерлік молекулалар өздеріне ұқсас молекула- лармен қоршалған және бұлардың арасында барлық уақытта молекулааралық әрекеттесу болады. Бұл әрекеттесу айналмалы қозғалыстың тежелу дәрежесіне әсер етеді. Оны есепке алу өте қиын болғандықтан, математикалық есептеулерде тек бір-бірімен химиялық байланыспен бірікпеген полимердің атомдар немесе атомдар тобының арасындағы молекулаішілік әрекеттесуді ескерумен ғана шектеледі. Молекулаішілік әрекеттесу екі түрге бөлінген: Бергі реттілік әрекеттесу, яғни ара қашықтығы жақын атомдар немесе атомдар тобының әрекеттесуі. Мысалы, көрші буындардағы атомдардың әрекеттесуі. Арғы реттілік әрекеттесу, яғни тізбек бойында бір-бірімен қашықта орналасқан атомдар мен атомдар тобының әрекеттесуі. Әрекеттесудің бұл түрі тізбек ұзын және жұмсақ, иілгіш болса ғана кездеседі. Сол кезде тізбектің үлкен қиықтарымен бөлінген буындары кездейсоқ жақындап, араларында тартылыс немесе тебу күштері пайда болады. Тізбек бөліктері жақсы қозғалатын полимерлер - иілгіш тізбекті полимерлер, ал бір бөлігі екінші бөлігімен салыстырғанда қозғалуы қиын полимерлер – қатаң тізбекті полимерлер деп аталады. Еркін айналмалы қозғалыстың тежелуі бергі реттілік әрекеттесудің әсерінен болады және бір буын екіншісіне қатысты айналатын болса, макромолекуланың энергиясы өзгереді. Буындардың ішкі айналмалы қозғалысы бір минимум энергетика- лық деңгейге сәйкес орынға ауысу макромолекуланың қажетті энер- гия қоры болса ғана жетеді. Егер макромолекуланың қажетті энер- гиясы болмаса, буындардың ішкі айналмалы қозғалысы болмайды, тек буындарға тән жылулық қозғалыс байқалады. Ол - энергиясы минимум деңгейге сәйкес айналмалы тербеліс. Бұл тербеліс неғұрлым күшті болса, молекуланың иілгіштігі соғұрлым өсе береді. Сонымен, нақты полимердің тізбегі қабылдайтын конформациясының саны молекулаішілік әрекеттесудің әсерінен еркін мүшеленген тізбекке қарағанда аз болады. Макромолекуланың пішіні мен мөлшері Әрбір макромолекуланың пішінінің белгілі бір өлшемі бар. Макромолекула өлшемдерін теориялық есептеулер алғаш жылулық қозғалыстың әсерінен шумаққа орала алатын еркін мүшеленген жүктеу/скачать 2,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|