Общенаучные и философские взгляды на единство материального мира, научно-естественную картину мира стали основой для рассмотрения органических веществ по уровням структурной организации.
На данный момент различают трехуровневую структуру организации веществ. Уровни получили названия: атомный, молекулярный и полимерный. В биологической науке выделили еще один уровень – клеточный.
На молекулярном уровне структурными единицами вещества являются молекулы, которые имеют постоянный качественный и количественный состав и постоянную относительную молекулярную массу, характеризуются наличием преимущественно ковалентных связей. Строение молекул – линейное, разветвленное, циклическое. На этом уровне у вещества существуют структурные изомеры, они имеют определенную пространственную структуру.
На полимерном уровне структурными единицами вещества являются макромолекулы. Состав макромолекул переменный, относительная молекулярная масса характеризуется средним значением (исключение составляют белки и нуклеиновые кислоты). Свойства полимерного вещества зависят от ряда факторов, например, от степени полимеризации, которая может находиться в широких пределах. Степень полимеризации не является величиной постоянной. Так, в процессе полимеризации этилена могут образовываться макромолекулы, в которых число n от 50 до 100000, что влияет на физические свойства.
Если: n = 50-70, полиэтилен жидкий и используется как смазка;
n = 100-120, полиэтилен полутвердый, белый;
n = 1000, прозрачная пластичная масса;
n = 1500-2000, твердый, но гибкий пластический материал;
n = 5000-6000 и более – твердое вещество, из которого изготавливают литые трубы, нити.
В процессе полимеризации в макромолекуле сочетается непостоянное количество молекул мономера, поэтому в массе полимера являются молекулы разной длины и разной молекулярной массой. Итак, молекулярная масса для данного полимера является средней молекулярной массой. Например, если молекулярная масса полимера 28000, то в нем могут быть молекулы массой 26000, 28000, 30000 и т.д.
У веществ полимерного уровня реализованы не только ковалентные, но и межмолекулярные связи. Вещества обоих уровней структурной организации имеют молекулярные кристаллические решетки. Для более полной характеристики уровня структурной организации веществ рассматривают также их пространственное строение. В пространственном строении веществ полимерного уровня прослеживаются разные конформации (поворотные изомеры). При обычных условиях конформации легко переходят друг в друга. Группы атомов в молекулах этана и других углеводородов могут вращаться вокруг простых связей. Такие молекулы постоянно меняют свою форму; при этом углы между направлениями орбиталей и длина связей остаются неизменными. В молекуле этана возможны два положения групп СН3 относительно друг друга.
(No Ratings Yet)
Загрузка...