Полимеры и биомолекулы: учебное руководство

Главные идеи

Полимер — это длинная цепь из множества повторяющихся звеньев, называемых мономерами. Полимеры присоединения соединяются по двойным связям, ничего не теряя, а полимеры конденсации соединяются с потерей небольшой молекулы, обычно воды.

• Полимеризация присоединения использует мономеры с C=C: этен даёт полиэтилен, пропен — полипропилен, хлорэтен — ПВХ, стирол — полистирол. Формула повторяющегося звена такая же, как у мономера.
• Поликонденсация соединяет две разные функциональные группы, например диол и дикарбоновую кислоту для полиэфира или диамин и двухосновную кислоту для найлона, и выделяет воду.
• Степень полимеризации n = M(полимера) ÷ M(звена).
• При соединении n мономеров в одну цепь конденсацией выделяется n − 1 молекул воды. Белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды — природные полимеры конденсации.

Основные формулы

• n = M_polymer ÷ M_repeat unit
• addition: n CH₂=CHX → –(CH₂CHX)ₙ–
• condensation: n monomers → n − 1 H₂O (linear chain)

Разобранный пример

У образца полиэтилена молярная масса 28 000 г/моль, а звено –CH₂CH₂– имеет 28 г/моль, поэтому n = 1000. При соединении 10 аминокислот в пептид выделяется 9 молекул воды. Найлон-6,6 получают из гексан-1,6-диамина и гександиовой кислоты, и в каждом стыке образуется амидная связь.

Частые ошибки

• Ожидание выделения малой молекулы при полимеризации присоединения. Ничего не теряется.
• Подсчёт n молекул воды вместо n − 1, когда n мономеров образуют одну цепь.
• Использование формулы мономера для звена полимера конденсации, который потерял атомы при образовании связи.

Практика

Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Полимеры и биомолекулы