ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Внутреннее вращение в молекулах Потенциальный барьер вращения из "Физикохимия полимеров" Физические свойства полимеров определяются их химическим строением. Однако взаимосвязь между физическими свойствами и химическим строением полимеров очень сложна. Для понимания sTon связи необходимо прежде всего рассмотреть такое понятие, как гибкость цепи полимера. [c.77] До 1934 г. существовало представление о макромолекулах, как об очень длинных жестких палочках. С точки зрения этих представлении невозможно было объяснить ряд очень важных свойств полимерных материалов. Поэтому, например, для объяснения способности каучука к очень большим обратимым деформациям выдвигалась гипотеза о спиралевидной форме его макромолекулы, которая При приложении нагрузки распрямляется, а При снятии — снопа сворачивается в спираль. [c.77] Эти Представления не были научно обоснованы. [c.77] Правильное представление о форме макромолекулы появилось в связи с открытием особого вида теплового движения —внутреннего вращснпя отдельных частей молекулы относительно друг друга. [c.77] ВНУТРЕННЕЕ ВРАЩЕНИЕ 8 МОЛЕКУЛАХ. [c.77] Рассмотрим явление внутреннего Вращения на деда, моле-примере простых органических соединений этана и кулы этана, его производных. [c.77] В молекуле этана атомы углерода связаны с атомами водорода ковалентными связями (с-связями). Это обусловливает тетраэдрическое расположение заместителей, причем угол между направлениями а-связей (валентный угол) составляет Ш9°28. [c.77] Схематическое изображение молекулы этана представлено на рис. 3. [c.77] При тепловом движении непрерывно изменяется пространственное расположение атомов. Каждому положению атомов соответствует определенная величина потенциальной энергнп молекулы, которая определяется всеми взаимодействиями между атомамл, электронами, ядрами и т. д. [c.78] Зависимость потенциальной энергии молекулы этана от ве-тичины угла поворота ф метильпой группы представлена на рис. 5. Для молекул меньшей степени симметрии по сравнению с молекулой этана, таких, как н-бутан или дихлорэтан. [c.79] Зависимость потенциальной энергии молекулы 1.2-дихлорэтана ч-бутана. от величины угла поворота р. Внизу показаны проекции молекулы, соответствующие разному расположению атомов хлора (или СНз) водорода в пространстве жирные точки—атомы хлора (или СНз). [c.79] Они получаются из гранс-формы поворотом на 20° и являются зеркальным отображением друг друга. [c.79] Энергии двух гош-форм одинаковы и превышают энергию ра с-формы примерно иа 500—800 кая/моль. [c.79] Вследствие наличия потенциального барьера, вращение групп молекуле этана или 1,2-дихлорэтана становится неравномерны В обычных условиях молекула стремится перейти из энергетич сь наименее выгодного положения в наиболее выгодное. Переход я из наиболее выгодного положения (потенциальная яма) в наим нее выгодное положение (гОрб) возможен только в том случае, е ли кинетическая энергия молекулы превышает величину потенш ального барьера. [c.80] При небольшом запасе кинетической энергии группы молекул не могут выйти из положений, соответствующих минимуму поте (Шальной энергии (они как бы задерживаются в этих положениях В этом случае вращения но происходит, группы молекулы толЫ колеблются относительно положений с минимальным значение энергии. Такое явление получило название затормоокенного, ил ограниченного вггутреннего вращения. [c.80] Для молекулы этана потенциальный барьер сравнительно нев лик, и при комнатной температуре кинетическая энергия достато на для осуществлепия свободного вращения. Поэтому этан факт чески представляет собой смесь молекул, атомы которых мог] занимать различное пространственное положение. Переход из о, його положения в другое осуществляется ]0 раз в секунду, т. [c.80] Вернуться к основной статье