Домино и химия

Схожесть между домино и химией можно найти в пакетах, пластиковых стаканчиках, суперклее, ПВХ и во многом другом. Но что именно связывает их между собой?

Для начала, о полимерах. Полимеры — это очень большие молекулы, которые
состоят из повторяющихся фрагментов (звеньев) меньших молекул, называемыми мономерами.

Например, полиэтилен. Он выглядит следующим образом:

Такая запись показывает, что звеном полимера является этилен. Для более простой записи можно использовать скелетные формулы, где "уголком" обозначается атом углерода*.

Теперь давайте посмотрим на механизм образования полиэтилена. Сначала, в реакционную смесь добавляют небольшое количество молекулы-инициатора, в роли которого можно взять AIBN**. При небольшом нагревании или под воздействием ультрафиолетового света, эта молекула распадается на азот и две частицы, которые имеют по одному неспаренному электрону. Они называются радикалами, а механизм полимеризации, соответственно, радикальным.

Поскольку радикалы являются нестабильными частицами, они могут быстро вступать в реакцию с другими молекулами. Таким образом, этот радикал может столкнуться с молекулой этилена и соединиться с ней, образуя уже новый радикал.

Теперь и этот радикал может также связаться с другой молекулой этилена, после чего новый радикал будет реагировать еще с другой молекулой этилена и так далее, создавая цепную реакцию, точно так же, как и в домино.

Ну а закончиться такая цепь может когда две больших цепочек-радикалов сойдутся вместе, образуя конечный продукт.

Таким образом мы можем получить огромные молекулы как полиэтилен, полипропилен (стаканчики), ПВХ и остальные полимеры.

А теперь о суперклее. Если пролить суперклей на руки человека, то он быстро затвердеет, но почему? Дело в строении суперклея. Его можно представить как этилен с дополнительными группами А и В.

Эти группы стягивают к себе электроны в молекуле, из-за чего на противоположном конце их становится мало. На наших руках есть определенное количество влаги, то есть воды, и по счастливой случайности вода является молекулой, которая может отдать свои лишние электроны, чтобы восстановить тот дефицит. Таким образом, вода связывается с молекулой суперклея и инициирует цепную реакцию, похожую на полимеризацию этилена, и образует полимер, который сразу же затвердевает, благодаря высокой температуре плавления.

О полимерах ещё можно говорить многое: почему одни полимеры являются биоразлагаемыми, а другие нет, как этот факт можно использовать для создания швов, какие полимеры есть в нашем организме и что они вообще там делают, и многое другое. Поэтому чтобы обо всем этом узнать, ждите новых выпусков и изучайте химию!

*Количество связей углерода должно быть равно 4. Если углерод образует две связи (линии), остальные две связи с углеродом образуют два водорода, которые в скелетных формулах не указываются, но подразумеваются.
**Азобисизобутиронитрил (Azobisisobutyronitrile)

Автор статьи: Жақсылықов Азамат

NIS Press — это школьная газета НИШ ФМН г. Алматы, Казахстан. Данная статья была опубликована в выпуске газеты 4-недели Декабря 2020 г.

Следите за новостями газеты в нашем Instagram-аккаунте. Также можете ознакомиться со всей информацией о газете в нашем Telegram-канале.
Все выпуски газеты доступны для скачивания в нашем Telegram-канале и через Google Диск.