Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Древесина и продукты ее переработки -> Азаров В.И. -> "Химия древесины и синтетических полимеров " -> 46

Химия древесины и синтетических полимеров - Азаров В.И.

Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров — СПбЛТА, 1999. — 628 c.
Скачать (прямая ссылка): himiyadrevesiniihimpolimerov1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 244 >> Следующая

Водородная связь (Н-связь) - это связь, возникающая между двумя электроотрицательными атомами через атом водорода.
Атом водорода, ковалентно связанный с электроотрицательным атомон несет на себе относительно высокий частичный положительный заряд. Этот протонизиро-ванный атом водорода Н5* электростатически притягивается электроотрицательным атомом другой молекулы с образованием водородной связи Х^-Н5+ Y*". Дополнительный вклад в энергию Н-связи вносит донорно-акцепторное взаимодействие, в котором атом водорода выступает в роли акцептора, а второй электроотрицательный атом - в роли донора неподеленной электронной пары ,например для ОН fpyn п
Я_б8"_н8+ +: 08_-R -? R-68_-H8+ - : О5 -R
I I
н Н
В квантовой химии комплекс, имеющий Н-связь , рассматривается как единая квантовая система с наиболее энергетически выгодным распределением электронов. В рамках метода молекулярных орбиталей образование Н-связи описывают как возникновение трехцентровой связывающей молекулярной орбитали, охватывающей все три атома. Пребывание неподеленной электронной пары на этой орбитали оказывается более выгодным, чем ее нахождение на атомной орбитали. При этом атомы, участвующие в образовании водородной связи Х^-Н®*— Y5-, располагаются на прямой линии. Нарушение прямолинейности уменьшает энергию связи.
Энергия водородной связи зависит от электроотрицательности атомов (по электроотрицательности атомы располагаются в ряд-.
127
F>0>N, C1>S, С). Для образования Н-связи электроотрицательные атомы должны сблизиться на определенное расстояние (-0,25...0,30 нм). Чем меньше расстояния X—Y и Н ? ? ? Y, тем прочнее водородная связь. По энергии водородные связи условно подразделяют на «слабые» (<15 кДж/моль), «средние» (~ 15... 3 0 кДж/моль) и «сильные» (до 60...80 кДж/моль). В органических соединениях Н-связи обычно относятся к слабым и средним.
Для индивидуального соединения энергию все^ сил межмолекуляр-ного взаимодействия называют энергией когезии. Когезия - сцепление частиц вещества (ионов, атомов, молекул), составляющих одну фазу, обусловленное межмолекулярным взаимодействием. Количественной характеристикой когезии служит плотность энергии когезии (ПЭК); она эквивалентна работе удаления находящихся в единице объема молекул на бесконечно большое расстояние друг от друга. У низкомолекулярных соединений эта энергия равноценна энергии отделения молекул от конденсированной фазы с их переходом в газообразную фазу, и поэтому ПЭК можно определить по теплоте испарения (или сублимации). У полимеров в отличие от низкомолекулярных соединений из-за большой длины цепей суммарный эффект всех сил межмолекулярного взаимодействия оказывается очень высоким, и энергия когезии будет больше энергии прочности отдельных ковалентных связей в макромолекуле. При нагревании легче разорвать макромолекулы, чем оторвать их друг от друга.
Межмолекулярное взаимодействие (высокая энергия когезии) оказывает решающее влияние на все свойства полимеров, делая последние резко отличающимися от низкомолекулярных соединений. Энергия когезии влияет на физическую структуру, на физические, физико-химические и химические свойства (химическую реакционную способность) полимеров. Межмолекулярное взаимодействие определяет агрегатное состояние: из-за высокой энергии когезии у полимеров отсутствует газообразное состояние, и при нагревании они разлагаются. Межмолекулярное взаимодействие влияет на фазовое состояние полимеров, способствуя упорядочению макромолекул, в том числе кристаллизации, с образованием надмолекулярных структур различного типа (см. 5.3). Из-за высокой энергии когезии полимеры труднее растворяются, чем низкомолекулярные соединения, и для них труднее подбирать растворители (см. 7.1). Межмолекулярное взаимодействие делает полимеры химически менее реакционноспособными по сравнению с низкомолекулярными соединениями аналогичного химического строения, так как химическому реагенту для проникновения в массу полимера необходимо преодолеть энергию когезии. Внутримоле-
128
кулярное нехимическое взаимодействие (особенно Н-свяэм) также влияет на свойства полимеров, например на гибкость макромолекул (см. 5.1). Следует отметить, что внутримолекулярное взаимодействие между отдаленными участками одной и той же цепи оказывает такой же эффект, как и межмолекулярное.
У основного компонента древесины - целлюлозы и других полисахаридов из-за очень большого числа полярных ОН-групп в макромолекулах водородные связи как межмолекулярные, так и внутримолекулярные играют очень важную роль (см. 9.3) Н-связи большое значение имеют и в химии других природных биополимеров - нуклеиновых кислот и белков. Эти связи легко образуются и разрушаются, что важно для процессов обмена в живых организмах.
Для изучения водородных связей в полимерах используют метод инфракрасной спектроскопии (см. 5.4, 9.1 и 9.3). При образовании Н-связей между гидроксильными группами полоса валентных колебаний в ИК-спектре смещается в сторону меньших частот, причем тем больше, чем выше энергия Н-связи. Кроме того, полоса уширяется, а интенсивность ее увеличивается. Более четко проявляется Н-связь в ПМР-спектрах (см. 5.4); происходит смещение сигнала протона связи О-Н в сторону более слабого поля. Метод ПМР более чувствителен по сравнению с ИК-спектроскопией и позволяет обнаруживать очень слабые связи. Для кристаллических полимеров ценную информацию дает метод рентгеноструктурного анализа (см. 5.4 и 9.4.6).
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 244 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама