Atomas, atomo sandara

Atomo sandara Atomas – mažiausia cheminio elemento dalelė, turinti visas jo savybes. Cheminis elementas – vienodą branduolio krūvį turinčių atomų visuma. Pagrindinis kvantinis skaičius (n) nusako energijos lygmenį, t.y. atstumą nuo branduolio. Jis nusakomas nuo vieno iki begalybės. Mažiausiai energijos turi pirmasis lygmuo (n=1). Energijos lygmenis atomai turi nepriklausomai nuo to, ar juose elektronų yra, ar ne. Jei tame pačiame energijos lygmenyje yra kelio orbitalės, tai jos sudaro vieną elektronų sluoksnį. Nesužadintuose atomuose yra septyni elektronų sluoksniai. Orbitinis kvantinis skaičius (l) nusako energijos polygmenius, kurie sudaro energijos lygmenį (elektronų sluoksnį) atome. Orbitinio kvantinio skaičiaus vertė gali kisti nuo 0 iki (n-1). Kiekviename energijos lygmenyje gali būti n skaičius skirtingų energijos polygmenių. Magnetinis kvantinis skaičius (m) nusako orbitalės orientaciją erdvėje, tiksliau jos elektrono impulso momento vektoriaus orientaciją magnetiniame lauke. Šis vektorius gali užimti tik kvantuotą padėtį erdvėje, t.y. tokią padėtį, kurioje elektrono impulso momento vektoriaus projekcija į magnetinę ašį įgytų sveikųjų skaičių vertes. Sukinio kvantinis skaičius (spinas, S) yra susijęs su elektrono savuoju kvantuotuoju impulso momentu. Kiekvienai magnetinio kvantinio skaičiaus vertei galimos dvi sukinio kvantinio skaičiaus vertės: +1/2 ir –1/2, elektronas suktis apie savo ašį gali tik pagal laikrodžio rodyklę arba prieš ją. Atomų, molekulių ir kitų elementariųjų dalelių masė yra bevardis skaičius, kuris parodo, kiek kartų atomo, molekulės ar kitos dalelės masė yra didesnė už 1/12 12C izotopo masę. Ši masė vadinama santykine atomine, molekuline ar kitos dalelės mase. Atomo branduolys – centrinė atomo dalis, kuri užima 100000 kartų mažesnį tūrį, nei pats atomas, bet turi beveik visą atomo masę (99,97 %) ir teigiamą krūvį. Pagrindinės branduolį sudarančios dalelės yra protonai ir neutronai. Tai tos pačios dalelės – nukleono – skirtingos kvantinės būsenos, todėl gali virsti vienos kitomis. Cheminio elemento eilės numeris periodinėje elementų sistemoje rodo jo atomo branduolio teigiamųjų krūvių skaičių, kadangi atomas elektriškai neutralus, tai branduolio krūvis turi būti lygus apie jį skriejančių elektronų skaičiui. Šį skaičių nurodo elemento eilės numeris. Protonų bei nukleonų skaičių branduolyje rodo elemento atomo masės skaičius A, t.y. elemento atominė masė, išreikšta sveikuoju skaičiumi. Protonų skaičių rodo elemento eilės numeris periodinėje sistemoje, arba atominis numeris Z. Neutronų skaičius N atomų branduolyje apskaičiuojamas taip: N = A – Z. Vykstant cheminėms reakcijoms, t. y. yrant vienoms cheminėms jungtims ir susidarant naujoms, atomų branduoliai nekinta, bet keičiasi atomo elektroninio apvalkalo sandara. Taigi cheminė energija susijusi su elektronų judėjimo energija. Atomo elektroninio apvalkalo sandaros teorijų eksperimentinis pagrindas yra medžiagų spektrai. Dar XVIII a. Buvo pastebėta, kad leidžiant pro prizmę šviesą, kurią skleidžia degusios dujos arba įkaitinti kietieji ir skystieji kūnai, gaunami skirtingi spektrai. Jie apibūdinami spektrinių linijų ilgiu (λ) ar dažniu (ν): Λ = c/ ν; Spektrinių linijų skaičius ir vieta spektre priklauso nuo medžiagos atomų prigimties. A. Angstremas 1868 m. išmatavo atominio vandenilio spektro keturių linijų bangų ilgius, J. Balmeris ir J. Riudbergas sudarė lygtis spektro linijų bangų ilgiams apskaičiuoti. Remdaasis atominiais spektrais bei M. Planko kvantine spinduliavimo teorija. N. Boras 1913 m. pasiūlė vandenilio atomo sandaros teoriją. Ji grindžiama dviem prielaidomis – postulatais. I postulatas. Neišspinduliuodamas energijos elektronas apie branduolį gali judėti ne bet kokiomis orbitomis, o tik tomis, kuriose elektrono impulso momentas (mvr) kartotinis: mvr = h/2п*n; (1.5) m – elektrono masė; v – jo greitis; r – orbitos spindulys; h – planko konstanta; n – sveikieji teigiamieji skaičiai, n = 1-∞; Nesužadintame atome n = 1 – 7. Šį reikalavimą atitinkančios orbitos vadinamos stacionariomis (nuostoviosiomis). Joms būdinga tam tikra elektrono judėjimo energija (E). II postulatas. Elektronui pereinant iš tolimesnės nuo branduolio orbitos į artimesnę, kurioje elektrono judėjimo energija yra mažesnė, visada išsiskiria energija (∆E). Tai atspindi linijas spektre: ∆E = Etolimesnės – Eartimesnės = h* ν. (1.6) Pagal (1.5) ir (1.6) lygtis buvo apskaičiuoti stacionariųjų (nuostoviųjų) orbitų spinduliai: rn = n2 * 52.9 pm ir padaryta išvada, kad jie sąveikauja kaip sveikųjų skaičių kvadratai: r1:r2:r3:...rn = 12:22:32:...:n2. N. Boro teorija paaiškino atominių spektrų linijinį pobūdį ir apskaičiavo spindulių dažnius vandenilio emisijos spektre, tačiau ji nepajėgė paaiškinti sudėtingesnių atomų spektrinių linijų multipletumo, jų dvigubėjimo magnetiniame lauke ir kt. Todėl N. Boro teorija buvo pakeista kvantinės mechanikos teorija. Daugiaelektroniuose atomuose elektronus veikia ne tik branduolys, bet ir kiti elektronai. Be to, kuo didesnė orbitinio kvantinio skaičiaus vertė, tuo sudėtingesnės formos yra orbitalės, tuo didesnė energijos polygmenio energija. Šių atomų elektronai energijos lygmenis ir polygmenius užpildo pagal Paulio (draudimo) principą, mažiausios energijos principą ir Hundo taisyklę. Paulio draudimo principas teigia, kad atome negali būti dviejų elektronų, kurių visų keturių kvantinių skaičių vertės būtų vienodos. Kitaip tariant, tam tikromis vertėmis gali būti apibūdinamas tik vienas elektronas. Bet kuris kitas to paties atomo elektronas turi turėti bent vieną skirtingą kvantinio skaičiaus vertę. Atomų cheminės savybės – jų geba sąveikauti su kitais atomais – priklauso nuo jų elektronų būsenos. Svarbiausias vaidmuo čia atitenka atomo išorinio sluoksnio – valentiniams – elektronams. Žinoma, sąveika tarpatomų valentinių elektronų atsiranda tik tada, kai atomai pakankamai suartėja. Sąveikos rezultatas yra tarpusavio trauka arba stūma. Aišku, kad cheminis ryšys gali atsirasti tik pirmuoju atvėju – kai ima veikti tarpusavio traukos jėgos. Atomams artėjant, mažėja potencinė energija; ši energija esti minimali, kai susidaro patvarus ryšys. Energijos maksimaliu sumažėjimu, susidarant ryšiui, ir pagrįsta kiekybinė cheminio ryšio teorija. Svarbiausias šios teorijos uždavinys yra apskaičiuoti ryšio energiją. Ryšio energija vadinamas kiekis energijos, kuri išskiriama susidarant ryšiui. Ji reiškiama kJ/mol. Paprastai, kuo didesnė ryšio energija, tuo trumpesnis ryšys. Ryšio ilgis – tai atstumas tarp susijungusių atomų branduolių, kai molekulė nėra sužadinta t.y. kai jos energija minimali. Ryšio energija nustatoma iš termocheminių arba spektroskopinių duomenų. Ji gali būti ir apskaičiuota pagal kvantinės mechanikos metodus, bet kol kas taip apskaičiuoti pavyko tik paprastesnių molekulių ryšio energiją. Įvairius cheminius ryšius galima priskirti dviem tipams su pereinamosiomis, arba tarpinėmis, formomis. Šie du tipai – tai joninis ir kovalentinis ryšiai. Pirmasis jų atsiranda, kai vienas ar keli valentiniai elektronai pereina iš vieno atomo į kitą ir susidaro priešingo krūvio jonai, kurių tarpusavio elektrinė trauka ir sąlygoja ryšį. Svarbu tai, kad, perėjus elektronams, susidaro ne molekulė, o joninis kristalas. Tipingų joninių junginių molekulės egzistuoja tik jų medžiagų garuose, t.y. pakankamai aukštoje temperatūroje. Elektrono atplėšimo energija nuo atomo vadinama elektrono ryšio arba atomo jonizacijos energija. Cheminė termodinamika Cheminė termodinamika yra bendrosios termodinamikos skyrius, kuriame nagrinėjamas energijos kitimas cheminėse reakcijose ir fizikiniuose – cheminiuose procesuose (tirpimo, garavimo, kristalizacijos, absorbcijos procesuose).Medžiaga turi jai būdingą cheminę, arba vidinę, energiją. Šią energiją sudaro elektronų judėjimo bei jų tarpusavio sąveikos energija. Vidinės energijos absoliutus dydis nėra žinomas. Cheminėse reakcijose arba fiziniuose – cheminiuose procesuose ši energija arba padidėja, arba arba jos prarandama. Todėl nustatomas tik šios energijos pokytis – prieaugis arba sumažėjimas. Cheminė energija gali virsti įvairia kitos rūšies energija. Pavyzdžiui, galvaniniuose procesuose cheminė energija virsta elektros energija, elektrolizės procese – atvirkščiai. Cheminė energija gali virsti taip pat šilumine, mechanine, šviesos energija ir atvirkščiai. Vien šiluminės energijos pokytį įvairiuose procesuose nagrinėja termochemija. Cheminė termodinamika turi didelę mokslinę ir praktinę reikšmę, nes, remiantis jos dėsniais, galima spręsti apie minėtųjų procesų vyksmą, taip pat šiuos procesus pakreipti norima linkme. Termodinamikoje sistemos būvis apibūdinamas fiziniais dydžiais, arba parametrais: temperatūra, slėgiu ir tūriu. Vykstant procesui, gali kisti visi arba tik kai kurie parametrai. Procesas, kuriam vykstant keičiasi sistemos tūris ir slėgis, o temperatūra lieka ta pati, procesas vadinamas izoterminiu. Jei nesikeičia sistemos slėgis, procesas vadinamas izobariniu, o jei pastovus tūris – izochoriniu. Pagrindinis termodinamikos dėsnis arba energijos išsilaikymo dėsnis, nurodo, kad sistemoje energija nesigamina ir neišnyksta, bet tik vienos rūšies energija griežtai ekvivalentiniu santykiu virsta kitos rūšies energija. Todėl, jei sistemoje vyksta izobarinis procesas, ir sistema, pereidama iš vieno būvio į kitą, sunaudoja šilumą Q, tai ši šiluma padidina jos vidinę energiją U ir atlieka darbą, nugalėdama atmosferinį slėgį, sistemai plečiantis. Cheminės reakcijos, kurioms vykstant šiluma išsiskiria, vadinamos egzoterminėmis. Remiantis termodinamikos dėsniais, egzoterminėse reakcijose išsiskirianti šiluma sumažina sistemos energiją, todėl šių reakcijų entalpijos pokytis yra neigiamas. Endoterminėse reakcijose sunaudota šiluma padidina sistemos energiją, ir šiuo atveju entalpijos pokytis – teigiamas. Reakcijos šiluma priklauso nuo reaguojančių produktų agregatinio būvio, o šis nuo temperatūros ir slėgio. Pirmas termodinamikos dėsnis teigia, kad izoliuotoje sistemoje visų energijos rūšių suma yra pastovus dydis. Jei sistemai iš aplinkos suteikiama energijos (tarkime, šilumos Q pavidalu), tai ji gali būti panaudota sistemos vidinei energijai padidinti (∆U) ir darbui atlikti. Q = ∆U + A; Sistemos vidinė energija susideda iš medžiagos dalelių kinetinės ir potencinės energijos. Kinetinę dalelių energiją sudaro jų sukimosi, virpesių bei slenkamojo judesio energijos, potencinę energiją sąlygoja tarp dalelių veikiančios traukos ir stūmos jėgos. Medžiagų vidinės energijos absoliutinis dydis dar nėra nustatytas, bet nesunkiai galima nustatyti vidinės energijos pokyčius įvairių procesų metu (∆U = U2 - U1; U2 ir U1 – galinės ir pradinės būsenos sistemos vidinė energija). Cheminio ar fizikinio proceso energija (∆U) nepriklauso nuo to, kaip vyko procesas, bet priklauso tik nuo pradinės ir galinės būsenos. Antrasis termodinamikos dėsnis nusako proceso kryptį, t.y. nurodo, iki kokios ribos procesas gali vykti savaime, negaudamas energijos iš aplinkos, ir kaip pasislinks sistemos pusiausvyra pakitus termodinaminėms sąlygoms. Antrasis termodinamikos dėsnis apriboja energetines transformacijas, kuriose dalyvauja šiluma. Šilumos, kaip vienos iš energijos rūšių, ypatybė ta, kad, ji negali būti kiekybiškai paversta darbu. Šiluminių reiškinių negrįžtamumą lemia pati šilumos prigimtis – juk ji yra molekulių judėjimo rezultatas. Dėl chaotiškų judesių vienodai pasiskirsto skirtingo greičio molekulės, t.y. dujų tūryje suvienodėja temperatūra. Šilumos pavertimas darbu, pavyzdžiui, dujoms, plečiantis cilindre po stūmokliu, reikia, kad chaotiškai judančios molekulės šiek tiek susitvarko stūmoklio slinkimo kryptimi. Toks savaiminis molekulių judėjimo susitvarkymas, kaip vienintelė proceso išvada. Atvirkščiai darbas gali virsti šiluma, - tokio proceso niekas neriboja. Taigi šiluminių reiškinių negrįžtamumas, kuris sudaro antrojo termodinamikos dėsnio esmę, yra susijęs su sistemų polinkiu pereiti į didžiausios tikimybės būseną. Šiluminiai procesai yra todėl negrįžtami, kad spontaniškas šiluminis procesas esti perėjimas iš mažesnės tikimybės būsenos į didesnės tikimybės būseną. Parametrai, apibūdiną medžiagų termodinaminę būseną (temperatūra, slėgis, specifinis ir molinis tūris), yra didelių judančių dalelių kolektyvų statistiniai dydžiai, t.y. vidutiniai dydžiai. Pavyzdžiui, dujų temperatūra yra visų molekulių vidutinės kinetinės energijos matas. Pavienės molekulės kinetinė energija – atsitiktinis dydis, tiesiogiai nesusijęs su didelio molekulių skaičiaus vidutine kinetine energija. Dujų slėgis taip pat yra statistinis dydis, taikant jį pavienėms izoliuotoms molekulėms. Slėgio, kaip ir temperatūros, dydis savaime nekinta dėl to paties stacionarinio greičių pasiskirstymo, bet paskira molekulė gali smogti į indo sienelę, lėkdama bet kuriuo greičiu ir bet kuriuo kampu. Molekulių skaičius tūrio vienete, lemiąs tankį, koncentraciją, specifinį ar molinį tūrį, taip pat yra apibrėžto dydžio tik pakankamai didelėje bendroje erdvėje, kurioje telpa pakankamai daug molekulių. Stebėdami pro ultramikroskopą koloidinių dalelių judėjimą, matome, kad dalelių skaičius matymo lauke – tam tikrame mažame tūryje – nuolat kinta. Termodinaminių funkcijų – entropijos ir termodinaminių potencialų – dydžiai priklauso nuo temperatūros, slėgio, tūrio, komponentų koncentracijos. Jau iš to aišku, kad šių funkcijų dydžiai taip pat yra statistiniai dydžiai, nustoją prasmės, taikant šias funkcijas atskiroms izoliuotoms molekulėms arba jų funkcijos kitimus t.y. antrajam termodinamikos dėsniui. Šis termodinamikos dėsnis – vienas iš pačių bendriausių gamtos dėsnių, veikiantis įvairiuose sistemose, todėl jis formuluojamas labai įvairiai. R. Klauzijus šį dėsnį suformulavo taip: jokiais savaiminiais procesais negalima šalto kūno šilumos perduoti šiltesniam. V. Osvldas teigia, kad negalimas antros rūšies amžinasis variklis, kuris visą šilumą paverstų darbu (neatiduodamas dalies šilumos aplinkai). Antrasis termodinamikos dėsnis, priešingai, nei pirmasis, nėra absoliutus, o iš esmės yra tik statistinės mechanikos teorema. Vienai ar kelioms medžiagoms šis termodinamikos dėsnis netinka; tuo galima įsitikinti, pavyzdžiui, stebint ultramikroskope vadinamuosius Brauno judesius. Skystyje pakibusią koloidinę dalelę smūgiuoja netvarkingi judančios skysčio molekulės; smūgiai esti reti ir vienas kito nekompensuoja, todėl dalelės juda zigzagais. Šie judesiai esti spontaniški ir nuolatiniai; jie atsiranda ne dėl išorinio poveikio, taigi jų judėjimo esmė esti tokia pat kaip antros rūšies amžinojo variklio, kurį neigia antrasis termodinamikos dėsnis. Tačiau dideliam tokių dalelių skaičiui galioja “kolektyvumo” dėsniai, ir, sutinkamai su antruoju termodinamikos dėsniu, didelio skaičiaus dalelių judėjimas negali atlikti jokio naudingo darbo., nes chaotiški judesiai įvairiomis kryptimis kompensuoja vienas kitą. Vidinė energija susideda iš laisvosios, naudingu darbu paverčiamos energijos, ir surištosios, pastovioje temperatūroje naudingu darbu nepaverčiamos energijos. Surištosios energijos matas yra entropija. Entropija – vienintelė termodinaminė funkcija, kuriai nustatomas ne pokytis, o absoliutinis dydis. Entropija didėja, medžiagas kaitinant (kietas mažiausiai, skystas – daugiau, o dujines – daugiausia). Medžiagos entropija labai padidėja, pereinant jai iš kieto į skystą, iš skysto į dujinį agregatinį būvį, taip pat medžiagą tirpinant. Priešingais atvejais – medžiagoms auštant, kristalinantis ar skystėjant dujoms – entropija mažėja. Praktiškai nustatomas ir tik entropijos pokytis, ∆S. Surištoji energija yra TS (čia T – temperatūra), o šios energijos pokytis reiškiamas T∆S. Laisvoji energija būna izochorinė, F, ir izobarinė, G. Pastaroji cheminėje termodinamikoje dažniau vartojama, nes cheminiai procesai dažniauiai yra izobariniai. Praktiškai nustatomas tik izobarinės laisvosios energijos pokytis ∆G. Tarp laisvosios energijos, entalpijos ir surištosios energijos pokyčių yra toks ryšys (pagrindinė cheminės termodinamikos lygtis): ∆G = ∆H - T∆S. Iš laisvosios energijos pokyčio ∆G sprendžiama ar procesas vyksta savaime, ar ne. Jei ∆G0, procesas savaime nevyksta. Pusiausvyros būklėje ∆G = 0. Entalpijos pokytis ∆H nuo temperatūros ir slėgio beveik nepriklauso, o surištosios energijos pokytis T∆S – priklauso. Polimerai. Jų struktūra ir savybės. Stambiamolekuliai junginiai būna kristaliniai ir amorfiniai. Grynai kristalinių polimerų nebūna. Dažniausiai polimerų kristalai būna įsiterpę į amorfinę polimero masę. Kristalinės ir amorfinės masės santykis rodo polimero kristališkumo laipsnį. Amorfinių ir mažai kristalinių polimerų makromolekules galima sutvarkyti, t.y. orientuoti, lėtai tempiant polimerą aukštesnėje temperatūroje. Tada makromolekulės išsitiesia, išsidėsto viena kryptimi pagal tempiančią jėgą, ir polimeras pasidaro panašus į kristalinį. Orientuoti polimerai mechaniškai stipresni ir jų aukštesnė stiklėjimo temperatūra, negu neorientuotų. Amorfiniai linijiniai polimerai gali būti stikliškoje, elastiškoje ir klampiatakėje būklėje, stikliški polimerai yra kieti, trapūs, elastiški – tamprūs, elastiški, o klampiatakėje būklėje – tąsūs, kaip klampūs skysčiai. Iš stikliškos į elastišką ir į klampiatakę būklę polimerai pereina šildomi, o šaldomi – atvirkščiai. Temperatūra, kurioje elastiškas polimeras sustiklėja, vadinama stiklėjimo temperatūra., elastiškas polimeras į klampiatakį pereina, pasiekęs takumo temperatūrą. Polimerinės medžiagos dažniausiai yra skaidrios ir praleidžia ultravioletinius spindulius. Labai gerai šiuos spindulius praleidžia polimetilmetakrilatas. Polimerams būdingas mažas tankis – 900 – 2300 kg/m3.Kristalinių polimerų tankis šiek tiek didesnis, negu amorfinių. Polimerų kietis būna įvairus. Didesniu kiečiu pasižymi erdviniai polimerai. Polimerinių medžiagų laidumas šilumai mažas,todėl jas galima vartoti kaip šilumos izoliatorius. Beveik visos polimerinės medžiagos yra dielektrikai, todėl jos vartojamos kaip elektros izoliatoriai. Geriausias elektros izoliatorius yra politetrafluoretilenas. Dauguma polimerų elektros lauke sudega ir virsta suodžiais. Tačiau kai kurie polimerai turi puslaidininkių savybių. Polimerai menkai atsparūs kaitrai. Polimerų fizikinės savybės priklauso nuo molekulių sandaros ir cheminės sudėties. Linijiniai ir mažai šakoti polimerai termoplastiški, laidūs ir tirpūs, o tinkliniai – erdviniai – termoreakciniai, nesilydo ir beveik netirpsta organiniuose tirpaluose. Polimerai tirpsta tik tam tikruose tirpikliuose. Pavyzdžiai kaučiukas tirpsta benzole ir sudaro tikrąjį tirpalą, o vandenyje netirpsta, bet galima gauti jo koloidinį tirpalą. Polimerai geriau tirpsta tuomet, kai yra panašios jų ir tirpiklio molekulių polinės savybės. Todėl nepoliniai polimerai (pvz., polietilenas, polipropilenas, natūralus kaučiukas ir kt.) netirpsta poliniuose tirpikliuose. Prieš ištirpdamas polimeras pirmiau išbrinksta, t.y. tirpiklio molekulės įsiskverbia tarp polimero makromolekulių, grandinės nutolsta viena nuo kitos, bet jungtys tarp jų dar nesuyra. Todėl padidėja polimero tūris ir svoris. Kai tirpiklio molekulių įsiskverbia tiek, kad jungtys suyra, polimeras ištirpsta. Tirpumui įtakos turi polimerų struktūra, makromolekulių liaunumas, molekulinė masė bei cheminė sudėtis. Kristaliniai polimerai daug blogiau tirpsta, negu amorfiniai, nes kristalinio polimero makromolekulės labiau ištemptos, labiau susiglaudusios, todėl tirpiklio molekulės sunkiau tarp jų įsiskverbia. Polimerai su liaunesnėmis makromolekulėmis tirpsta geriau, nes jų molekulių grandinės nuo visos polimero mass atsistumia ne visu ilgiu, bet dalimis. Labai liaunos yra nepolinių polimerų grandinės. Tirpumui turi įtakos ir polimero molekulinė masė. Kuo ji didesnė, tuo polimeras sunkiau tirpsta. Polimeras, turintis aktyvių ( - COOH, - NH2 ir kt.), dvigubų bei trigubų jungčių, yra ne taip atsparūs cheminiams reagentams – rūgštims, šarmams ir t.t. Erdviniai polimerai atsparesni už linijinius. Tempiami, gniuždomi ir lenkiami polimerai deformuojasi. Deformacija gali būti grįžtamoji ir negrįžtamoji. Jei, nuėmus jėga, deformacija išnyksta ir polimeras įgyja pradinę formą, deformacija vadinama grįžtamąja. Tačiau dažniausiai polimeruose vyksta negrįžtamosios deformacijos, t.y. jų pradinė forma neatsistato. Veikiant išorinei jėgai, deformacijos dydis pasidaro pastovus ne iš karto, o tik po tam tikro laiko, nes polimero makromolekulės lėtai grupuojasi, kol pasiekia naują pusiausvyros būklę. Toks makromolekulių perėjimas į naują į naują pusiausvyros būklę vadinamas relaksacija. Jos dydis priklauso nuo polimero makromolekulių savybių ir traukos jėgų tarp jų. Relaksacija yra svarbi, gaminat pluoštą, plėveles, dirbtinę odą, presuojant gaminius, sudarant lako dangas, taip pat eksploatuojant gaminius. Polimerų stiprumas tempiant sumažėja po valcavimo, kalimo ir drožimo. Dideliu stiprumu tempiant ir santykiniu ištįsimu pasižymi linijiniai polimerai. Polimero ištįsimas nuo pradinės būklės iki nutrūkimo, jį tempiant, vadinamas santykiniu ištįsimu ir reiškiamas procentais. Polimerų stiprumas lenkiantpriklauso nuo jų sandaros. Linijiniai polimerai atsparesni nuovargiui ir turi mažesnį lenkimo modulį, negu tinkliniai – erdviniai. Ilgainiui polimerai senėja ir jų savybės kinta – jie pasidaro kietesni, trapesni, sumažėja molekulinė masė. Polimerai senėja dėl daugelio priežasčių, svarbiausia – dėl destrukcijos. Destrukciją sukelia oras, šviesa, reagentai, šiluma mechaniniai veiksniai. Veikiant oro deguoniui, vyksta oksidacinė destrukcija. Dėl jos ne tik sumažėja polimerų molekulinė masė, bet ir pakinta jų sudėtis – susidaro aktyvių aldehidinių –COH, karboksilo –COOH, bei kitų grupių. Oksidacinė destrukcija suintensyvėja, polimerus veikiant šiluma arba ultravioletiniais spinduliais. Šviesos sukelta destrukcija vadinama fotolize. Aukštesnėje temperatūroje vyksta polimerų terminė destrukcija. Polimerai, veikiami įvairių cheminių reagentų, suyra dėl cheminės destrukcijos. Mechaninė destrukcija vyksta, polimerus valcuojant, gręžiant, tekinant ir panašiai apdirbant. Šių procesų metu irsta poilimerų molekulės ir susidaro laisvų radikalų. Vykstant kai kurių polimerų destrukcijai, susidaro jų monomerai. Pavyzdžiui, švitinant kaučiuką ultravioletiniais spinduliais 420 K temperatūroje, susidaro izoprenas (kaučiuką sudarantis monomeras). Tokia destrukcija vadinama depolimerizacija. Polimerų senėjimą galima sulėtinti, panaudojus medžiagas, vadinamas antioksidantais arba stabilizatoriais. Pavyzdžiui, poliamidinių dervų senėjjimą ir jų terminę destrukciją stabdo aromatiniai aminai, fenoliai. Stambiamolekuliniai junginiai, sumaišyti su įvairiomis medžiagomis, suteikiančiomis norimų savybių, vadinami plastmasėmis. Plastmasės gaminamos iš termoplastinių polimerų, vadinamos termoplastais, o iš termoreakcinių – reaktoplastais. Atsižvelgiant į sudėtį, plastmasės skirstomos į paprastąsias ir sudėtines. Paprastosios plastmasės – tai dažyti ir nedažyti polimerai, pavyzdžiui, politileno plėvelė, vamzdžiai ir įvairios detalės. Sudėtinės plastmasės susideda iš polimerų, užpildų, plastifikatorių, stabilizatorių, dažų ir kitų medžiagų. Naudota literatūra: 1. V. Janickis, E. Rinkevičienė, J. Šukytė “Bendrosios ir neorganinės chemijos pagrindai” 2003 m. 2. G. Kaušinienė, B. Stulpinas, O. Petroševičiūtė, G. Buinevičienė “Bendroji chemija” 1974 m. 3. J. Janickis “Fizikinė chemija” 1987 m.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!