Доклад на тему Полимеры 9, 11 класс по химии сообщение

Доклад на тему Полимеры 9, 11 класс по химии сообщение

Полимеры — высокомолекулярные (более 10000 дальтон) соединения, состоящие из повторяющихся низкомолекулярных структурных единиц (мономеров). Количество этих звеньев называют степенью полимеризации. Более короткие молекулы (с низкой степенью полимеризации), построенные таким же образом, называются олигомерами.

В двадцатых годах Штаудингер (нобелевский лауреат по химии 1935 года) доказал, что полимеры представляют собой качественно новый объект. Он же придумал термин «макромолекула», предложил идею их цепного строения, предположил существование разветвлённых и сетчатых структур. Полимеры стали предметом изучения отдельной науки в середине XX века. Вторая мировая война и необходимость найти дешёвую замену природному каучуку весьма этому способствовали.

Полимеры получаются в реакциях

• полимеризации, в которой соединяются мономеры, содержащие непредельную связь. Так получают полиэтилен, поливинилхлорид.
• поликонденсации, если структурные звенья имеют функциональные группы, например, полисахариды.

Невозможно точно определить молекулярную массу такого вещества. Образование макромолекулы может оборваться на любом звене, поэтому вместо молекулярной массы используют её среднее значение.

Полимеры классифицируют по разным признакам.

1. По составу полимеры могут быть:

• органические, построенные связями –С—С—;
• элементоорганические, в основной цепи которых кроме углерода присутствует другой элемент (кремний, фосфор, титан, алюминий и другие);
• неорганическими, например, асбест, кварц, пластическая сера. Земная кора в основном сложена породами, молекулярная структура которых представляет собой трёхмерный (сетчатый) полимер.

1. По происхождению

• природные; жизнь основана на биополимерах, к которым относятся белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты.
• искусственные, получаемые модификацией биологических молекул, главным образом, целлюлозы;
• синтетические.

1. В состав молекулы может входить

• один тип мономера (в гомополимерах) или
• два и больше (в гетерополимерах).

1. Полимерная цепь бывает:

• одномерной в линейных;
• двумерной в разветвлённых (к ним относится крахмал);
• трёхмерной в пространственных полимерах (резина).

1. Степень упорядоченности цепочки может быть разной, поэтому различают:

• стереорегулярные полимеры, звенья которых имеют одинаковую пространственную конфигурацию, либо разную, но входят в строго повторяющемся порядке (изопреновый и дивиниловый каучук);
• нестереорегулярные, если чередование стереоизомеров произвольный.

Кроме того, полимеры классифицируют по многим другим признакам.

В термопластах макромолекулы связаны друг с другом силами Ван-дер-Ваальса и при нагреве приобретают высокую пластичность, за что они получили своё название. Эти полимеры гибкие, вязкие и образуют плёнки и волокна. Остывая, термопласт сохраняет форму, поэтому литьё, прессование и штамповка из него требует меньших затрат, чем металлообработка.

В реактопластах при обработке появляются новые химические связи. Изменения необратимы, поэтому получается довольно твёрдый термостойкий материал.

Область применения полимеров необъятна: машиностроение, медицина, строительство, электротехника, текстильная промышленность и т.д.

Полимеры пронизывают нашу жизнь во всех её аспектах – технологическом, цивилизационном, биологическом. Можно сказать, что это самый важный для нас класс веществ.

Вариант №2

Высокомолекулярные соединения — это и есть полимеры. Они представлены элементами с повышенной молекулярной массой. Там атомы формируют не только линейные цепи, разветвленные, но и особые трехмерные структуры. Вот такие ВМС включают в себя большое количество органических формирований. За такие соединения принято считать белки, крахмал, целлюлозу, а также каучук и нуклеиновые кислоты. Эти полимеры можно получить во время полимеризации, химических превращений и поликонденсации простейших соединений элементов, сформированных при помощи природы.

ВМС разделяются по строению на разветвленные и пространственные конструкции. При помощи лучей солнца, радиации, процесса вулканизации линейные и разветвленные цепи появилась возможность преобразовать в трехмерные.

Как стало известно, наименьшие частицы целлюлозы по всей длине молекул контактируют друг с другом, этот процесс гарантирует надежность целлюлозных волокон. Однако разветвленные молекулы крахмала способны взаимодействовать только определенными участками, это не позволяет формировать крепкие волокна. Лишь синтетические полимеры, у которых линейные молекулы растянулись вдоль оси растяжения, создают высокопрочные волокна. Трехмерные структуры способны лишь на короткий промежуток времени изменять свою форму во время растягивания если присутствует редкая сетка(как резина). А густая пространственная сетка позволяет трехмерным структурам становиться плотными или же хрупкими, это зависит от ее устройства.

Высокомолекулярные соединения разделяют на несколько групп: гомоцепные(одинаковые атомы являются основой цепи), гетероцепные(цепь состоит из различных элементов).Эти группы также разделяются на классы согласно критериям науки.

Однако полимерные материалы разделяются на три главные группы: каучуки, пластические массы, химические волокна. Эти элементы часто используются для удовлетворения различных потребностей во многих промышленных сферах, медицине, культуре и многом другом.

11 класс, 9 класс по химии

Полимеры

Популярные темы сообщений

Шпиц – это декоративная порода собак, которая никого не оставит равнодушным. Эти маленькие и симпатичные собачки напоминают мягкую пушистую игрушку, похожую на медвежонка. Они очень преданные, с бескорыстно любящим сердцем.

Метание мяча очень полезно для детей, ведь оно помогает развить координацию движений, а еще укрепить мышцы ног, рук и корпуса. Это весьма эффективное упражнение, заимствованное из легкой атлетики. Оно требует кратковременного,

Возле города Нижневартовск располагается месторождение Самотлор, которое делает город уникальным. По свидетельству документов в 1909 году на Оби по правую сторону, построили дровяную пристань. Около неё появилась остановка для купеческих

Химия. 11 класс. Поурочные планы к учебникам Габриеляна О.С. и Рудзитиса Г.Е.

Содержит сценарии уроков химии в 11 классе, разработанные на базе УМК О.С. Габриеляна, Г.Г. Лысовой (М.: Дрофа) и Г.Е. Рудзитиса, Ф.Г. Фельдмана (М.: Просвещение). Педагог найдет здесь подробные, методически обоснованные планы уроков (как традиционных, так и нетрадиционных), рабочую программу с пояснительной запиской к ней, тематическое планирование, разнообразные формы контроля усвоения материала. Издание будет полезно как начинающим педагогам, так и преподавателям со стажем.

Формат: pdf

Размер: 12,5 Мб

Скачать: Купить в M y S hop или B ook24

ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора 3
Рабочая программа 5
Пояснительная записка 5
Тематическое планирование 6
ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
Урок 1. Введение в общую химию 22
Тема I. СТРОЕНИЕ АТОМА. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА
Урок 2. Атом — сложная частица 24
Урок 3. Состояние электронов в атоме 28
Урок 4. Электронные конфигурации атомов химических элементов и графическое изображение электронных конфигураций атомов 33
Урок 5. Урок-семинар по теме «Электронное строение атома» 41
Урок 6. Урок-лекция по теме «Валентные возможности атомов химических элементов. Степень окисления» 47
Урок 7. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева в свете учения о строении атома 56
Урок 8. Изменение свойств элементов и их соединений в зависимости от положения в Периодической системе. Значение Периодического закона и Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева 63
Урок 9. Контрольная работа № 1 по теме «Строение атома. Периодический закон. Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева» 73
Тема II. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА
Урок 10. Урок-лекция по теме «Виды химических связей. Типы кристаллических решеток» 78
Урок 11. Металлическая и водородная связи. Единая природа химической связи 87
Урок 12. Урок-семинар на тему «Виды химической связи. Типы кристаллических решеток» 94
Урок 13. Урок-лекция «Гибридизация атомных орбиталей. Геометрия молекул» 100
Урок 14. Урок обобщающего повторения по теме «Гибридизация атомных орбиталей. Геометрия молекул, частиц» 104
Урок № 15. Теория химического строения органических соединений A.M. Бутлерова. Современные направления развития теории 109
Урок 16. Универсальность теории химического строения A.M. Бутлерова. Современные направления развития теории 119
Урок 17. Полимеры — высокомолекулярные соединения (ВМС) 126
Урок 18. Пластмассы. Эластомеры. Волокна. Биополимеры 136
Урок 19. Практическая работа N° 1 по теме «Решение экспериментальных задач по определению пластмасс и волокон» 143
Урок 20. Контрольная работа № 2 по теме «Строение вещества» 145
Тема III. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Урок 21. Классификация химических реакций в органической и неорганической химии 153
Урок 22. Окислительно-восстановительные реакции. Классификация ОВР 162
Урок 23. Составление ОВР методом электронного баланса 169
Урок 24. Урок упражнений в составлении уравнений ОВР 176
Урок 25. Энергетика химических реакций 181
Урок 26. Скорость химических реакций 187
Урок 27. Факторы, влияющие на скорость химических реакций 192
Урок 28. Обратимость химических реакций. Химическое равновесие. Условия смещения химического равновесия по принципу Ле Шателье 200
Урок 29. Практическая работа № 2 по теме «Скорость химических реакций. Химическое равновесие» 210
Урок 30. Зачет по теме «Химические реакции» 214
Тема IV. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. РАСТВОРЫ. ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В РАСТВОРАХ
Урок 31. Дисперсные системы 217
Урок 32. Растворение. Растворимость. Количественная характеристика растворов 223
Урок 33. Теория электролитической диссоциации. Свойства растворов электролитов 229
Урок 34. Водородный показатель 236
Урок 35. Урок-лекция по теме «Гидролиз неорганических веществ — солей» 240
Урок 36. Гидролиз органических веществ 245
Урок 37. Практическая работа № 3 «Решение экспериментальных задач по теме "Гидролиз. Реакции ионного обмена"» 252
Урок 38. Контрольная работа № 3 по теме «Химические реакции. Дисперсные системы. Процессы, происходящие в растворах» 255
Тема V. ВЕЩЕСТВА И ИХ СВОЙСТВА
Урок 39. Классификация неорганических веществ 259
Урок 40. Классификация органических веществ 267
Урок 41. Металлы 274
Урок 42. Общие химические свойства металлов 282
Урок 43. Оксиды и гидроксиды металлов 287
Урок 44. Коррозия металлов 293
Уроки 45—46. Интегрированный урок по теме «Металлы в природе. Способы получения металлов. Сплавы» 302
Урок 47. Научно-познавательный урок «Химия металлов, s- и р- элементы» 315
Урок 48. Научно-познавательный урок-семинар «Химия металлов. d- и /-элементы» 316
Урок 49. Урок обобщающего повторения по теме «Металлы» 318
Урок 50. Неметаллы 323
Урок 51. Соединения неметаллов: водородные соединения, оксиды и гидроксиды 331
Урок 52. Химия неметаллов 339
Урок 53. Урок обобщающего повторения по теме «Неметаллы» 340
Урок 54. Зачет по теме «Неметаллы» 347
Урок 55. Оксиды 353
Урок 56. Органические и неорганические кислоты 358
Урок 57. Специфические свойства неорганических и органических кислот 366
Урок 58. Органические и неорганические основания 373
Урок 59. Амфотерные органические и неорганические соединения 383
Урок 60. Практическая работа № 4 по теме «Решение экспериментальных задач по теме "Вещества и их свойства"» 390
Урок 61. Генетическая связь органических и неорганических соединений 394
Урок 62. Практическая работа № 5 по теме «Генетическая связь между классами неорганических и органических соединений» 400
Урок 63. Урок обобщающего повторения по теме «Вещества и их свойства» 405
Урок № 64. Контрольная работа № 4 по теме «Вещества и их свойства» 416
Тема VI. ХИМИЯ В ЖИЗНИ ОБЩЕСТВА
Уроки 65-66. Химия и производство 422
Уроки 67-68. Урок-семинар по теме «Химия и сельское хозяйство. Химия и проблемы охраны окружающей среды. Химия и повседневная жизнь человека» 430

О том, как читать книги в форматах pdf , djvu — см. раздел " Программы; архиваторы; форматы pdf, djvu и др. "

Лекция 10

Органическими называют обширный класс веществ, содер­жащих в своей основе углерод. Кроме углерода в этих вещест­вах содержится обычно водород, кислород, азот, сера, фосфор. Соединения, в которых содержатся также и другие элементы, называют элементоорганическими. Органические вещества обладают молекулярной структу­рой, т. е. состоят из отдельных молекул, внутри которых атомы связаны преимущественно весьма прочными ковалентными свя­зями. Между собой моле­кулы связаны сравнительно слабыми поляризационными сила­ми.

Большинство органических веществ не содержит свободных электронов и ионов, поэтому они являются диэлектриками. Так как силы поляризационной связи между отдельными молекула­ми невелики, то органические вещества с малой молекулярной массой являются при обычной температуре газами или жидкостями. Вещества с более высокой молекулярной массой являются твердыми уже при обычной температуре.

Ввиду поляризационного характера связи, обусловливающего большие расстояния между молекулами, и малого атомного веса элементов, образующих органические соединения, они отличают­ся невысоким удельным весом. Поляризационный ха­рактер связи определяет также невысокую механическую прочность. Органические вещества сравнительно легкоплавки и за некото­рыми исключениями отличаются низкой нагревостойкостью. Подавляющее большинство из них горючи. Легкое горение органических веществ объясняется тем, что связи атомов углерода между собой и с водородом в молекулах органических веществ значительно менее прочным, чем связи углерода и водорода с кислородом. Поэтому при реакциях окисления выделяется большое коли­чество тепла, которое разлагает органические вещества перед горением, облегчая их реакцию с кислородом. Горению органи­ческих веществ благоприятствует и то, что конечные продукты их окисления — газы легко удаляются от очага горения и не препятствуют его развитию.

Легкая горючесть большинства органических материалов яв­ляется их существенным недостатком. Однако в последнее время получен ряд плохо горючих или негорючих элементоорганических соединений. Так, замена водорода органических веществ фтором практически полностью препятствует их воспламенению или го­рению. Хлор, вводимый в больших количествах в органические веще­ства, также препятствует их горению и гасит пламя, обрывая развитие цепных реакций горения. Существенно затрудняется горючесть и при образовании кремнийорганических соединений. Различия в свойствах отдельных органических веществ объяс­няются различиями в их составе и строении.

Особенно широкое распространение в качестве электроизоля­ционных материалов получили полимеры.

По происхождению полимеры могут быть природными мате­риалами (целлюлоза, натуральный каучук, янтарь и др.) или синтетическими продуктами (бакелит, полистирол, полиэтилен и др.). Они приобретают все возрастающее значение в технике и быту благодаря удачному сочетанию многих важных качеств, особенно у новых синтетических высокополимеров. Часто они отличаются высокими электроизоляционными свойствами в ши­роком диапазоне рабочих напряжений и частот (вплоть до СВЧ), при высокой влажности окружающей среды и в широком интер­вале рабочих температур. Они обладают также хорошими теп­ло- и звукоизоляционными свойствами. Как правило, не подвер­жены коррозии, гниению и во многих случаях отличаются высо­кой химической стойкостью.

Ввиду малой плотности, сочетающейся с достаточной проч­ностью, на основе полимеров можно получить материалы (пласт­массы, ткани) с высокой удельной прочностью. Многие полиме­ры отличаются ценными специальными свойствами: прозрачно­стью, радиопрозрачностью, диамагнетизмом, антифрикционны­ми свойствами, высокой эластичностью и т. д.

Большинство полимеров легко поддаются различным видам технологической обработки (литье, прессование, вытяжка, обработка резанием, распыление и т. д.) и на их основе производят весьма разнообразные по свойствам продукты: пластмассы и ре­зины, электроизоляционные лаки и лакокрасочные материалы, клеи, компаунды, волокнистые и пленочные материалы. Они находят широкое применение в промышленности и в быту.

Полимеры их классификация

Линейные — макромолекулы состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру (целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон).

Разветвленные — макромолекулы которых имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной (крахмал).

Сетчатые (пространственные) — химические связи имеются и между цепями (резина, фенолформальдегидные смолы).

Видео

Классификация по классам соединений

По классам соединений полимеры делятся на:

Полиолефины — полимеры, образованные из олефинов (алкенов). Пример:

Полидиены — полимеры, образованные из алкадиенов. Пример:

Где применяются полимеры

Область применения полимерных материалов очень широка. Сейчас можно с уверенностью сказать – они используются в промышленности и производстве практически в любой сфере. Благодаря своим качествам полимеры полностью заменили природные материалы, существенно уступающие им по характеристикам. Поэтому стоит рассмотреть свойства полимеров и области их применения.

По классификации материалы можно разделить на:

Качества каждой разновидности определяет область применения полимеров.

Оглядевшись вокруг, мы можем увидеть огромное количество изделий из синтетических материалов. Это детали бытовых приборов, ткани, игрушки, кухонные принадлежности и даже бытовая химия. По сути – это огромный ряд изделий от обычной пластмассовой расчески до стирального порошка.

Такое широкое использование обусловлено низкой стоимостью производства и высокими качественными характеристиками. Изделия прочны, гигиеничны, не содержат вредных для организма человека компонентов и универсальны. Даже обычные капроновые колготки изготовлены из полимерных составляющих. Поэтому полимеры в быту применяются гораздо чаще, чем натуральные материалы. Они существенно превосходят их по качествам и обеспечивают низкую цену изделия.

Примеры:

• пластиковая посуда и упаковка;
• части различных бытовых приборов;
• синтетические ткани;
• игрушки;
• кухонные принадлежности;
• изделия для санузлов.

Любая вещь из пластика или с включением синтетических волокон изготавливается на основе полимеров, так что перечень примеров может быть бесконечным.

Полимеризация

Степень полимеризации — это число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу.

Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: (–CH₂–CH₂–)_n

1. В основе полимеризации лежит реакция присоединения.
2. Полимеризация – цепная реакция, включает стадии инициирования, роста и обрыва цепи.
3. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера одинаков.

Катализаторами полимеризации могут быть: металлический натрий, пероксиды, кислород, металлоорганические соединения, комплексные соединения.

Процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.

Например , схема сополимеризации этилена с пропиленом:

Важнейшие синтетические полимеры

Изображение с портала

Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией полимеризации, и области их применения:

Метиловый эфир метакриловой кислоты

Термопластичный (t = 260-320 C)

Обладает очень высокой химической стойкостью

Мономер: бутадиен-1,3 (дивинил)

Мономеры: бутадиен-1,3 и стирол

Классификация по химическому составу

По составу полимеры делятся на:

• Гомоцепные (главная цепь состоит из атомов одной природы, например: полиэтилен, поливинилхлорид и др.);
• Гетероцепные (встречаются несколько атомов различной природы, н-р: полиэтиленоксид и др.);
• Гомополимеры (макромолекулы содержат одинаковые структурные звенья -[-А-]-n);
• Гетерополимеры (состоят из разных остатков мономеров). Такие полимеры называют также сополимеры. Различают сополимеры статистические (беспорядочно чередующиеся звенья), привитые (главная цепь — из одного мономера, а боковые цепи — длинные цепочки из другого мономера) и блоксополимеры (состоят из блоков макроцепей).

Основные характеристики полимеров

— Химический состав— Молекулярная масса одного химического звена и всей молекулы— Степень полимеризации (количество мономеров в молекуле)— Молекулярно-массовое распределение (показывает однородность длины молекул)— Степень разветвленности и гибкости молекул— Стереорегулярность (отражает однородность составляющих молекулу стереоизомеров или их равномерное чередование)

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности полимерные материалы используются для изготовления тары и упаковки. Могут иметь форму твердых пластиков или пленок. Основное требование – полное соответствие санитарно-эпидемиологическим нормам. Не обойтись без полимеров и в пищевом машиностроении. Их применение позволяет создавать поверхности с минимальной адгезией, что важно при транспортировке зерна и других сыпучих продуктов. Также антиадгезионные покрытия необходимы в линиях выпечки хлеба и производства полуфабрикатов.

Полимеры применяются в различных отраслях деятельности человека, что обусловливает их высокую востребованность. Обойтись без них невозможно. Натуральные материалы не могут обеспечить ряда характеристик, необходимых для соответствия конкретным условиям использования.