Polimer tak organik: contoh dan aplikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Secara semula jadi, terdapat unsur organ, polimer organik dan bukan organik. Bahan bukan organik termasuk bahan yang rantai utamanya bukan organik, dan cabang sampingannya bukan radikal hidrokarbon. Unsur kumpulan III-VI sistem berkala unsur kimia paling terdedah kepada pembentukan polimer asal bukan organik.

Klasifikasi

Polimer organik dan bukan organik sedang dikaji secara aktif, ciri-ciri baharunya sedang ditentukan, jadi klasifikasi yang jelas bagi bahan-bahan ini belum lagi dibangunkan. Walau bagaimanapun, kumpulan polimer tertentu boleh dibezakan.

Bergantung pada struktur:

• linear;
• datar;
• bercabang;
• jaring polimer;
• tiga dimensi dan lain-lain.

Bergantung pada atom tulang belakang yang membentuk polimer:

• jenis homochain (-M-)n – terdiri daripada satu jenis atom;
• jenis rantai hetero(-M-L-)n - terdiri daripada pelbagai jenis atom.

Bergantung pada asal:

• semulajadi;
• tiruan.

Untuk mengelaskan bahan yang merupakan makromolekul dalam keadaan pepejal sebagai polimer tak organik, ia juga mesti mempunyai anisotropi tertentu struktur ruang dan sifat yang sepadan.

Ciri Utama

Lebih biasa ialah polimer heterochain, di mana pertukaran atom elektropositif dan elektronegatif berlaku, contohnya, B dan N, P dan N, Si dan O. Dapatkan polimer tak organik (NP) heterochain boleh menggunakan tindak balas polikondensasi. Polikondensasi oksoanion dipercepatkan dalam medium berasid, manakala polikondensasi kation terhidrat dipercepatkan dalam medium alkali. Polikondensasi boleh dilakukan dalam larutan dan dalam pepejal dengan adanya suhu tinggi.

Banyak polimer tak organik rantai hetero hanya boleh diperolehi dalam keadaan sintesis suhu tinggi, contohnya, terus daripada bahan ringkas. Pembentukan karbida, yang merupakan jasad polimer, berlaku apabila oksida tertentu berinteraksi dengan karbon, dan juga dengan kehadiran suhu tinggi.

Rantai homochain panjang (dengan tahap pempolimeran n>100) membentuk karbon dan kumpulan VI unsur-p: sulfur, selenium, telurium.

Polimer tak organik: contoh dan aplikasi

Kekhususan NP terletak pada pendidikanjasad kristal polimer dengan struktur makromolekul tiga dimensi tetap. Kehadiran rangka kerja tegar ikatan kimia memberikan sebatian sedemikian dengan kekerasan yang ketara.

Harta ini memungkinkan untuk menggunakan polimer bukan organik sebagai bahan yang melelas. Penggunaan bahan ini telah menemui aplikasi yang paling luas dalam industri.

Kerintangan kimia dan haba NP yang luar biasa juga merupakan harta yang berharga. Sebagai contoh, gentian tetulang yang diperbuat daripada polimer organik adalah stabil di udara sehingga suhu 150-220 ˚C. Sementara itu, gentian boron dan terbitannya kekal stabil sehingga suhu 650 ˚С. Itulah sebabnya polimer bukan organik menjanjikan untuk mencipta bahan kimia dan tahan haba baharu.

Nilai praktikal juga ialah NP, yang kedua-duanya hampir dengan sifat organik dan mengekalkan sifat khususnya. Ini termasuk fosfat, polifosfazena, silikat, oksida sulfur polimer dengan pelbagai kumpulan sampingan.

Polimer karbon

Tugasan: “Berikan contoh polimer tak organik,” yang sering dijumpai dalam buku teks kimia. Adalah dinasihatkan untuk melaksanakannya dengan sebutan NP yang paling cemerlang - derivatif karbon. Lagipun, ini termasuk bahan dengan ciri unik: berlian, grafit dan karabin.

Carbine ialah polimer linear buatan buatan yang sedikit dikaji dengan penunjuk kekuatan yang tiada tandingan yang tidak lebih rendah, tetapi menurut beberapa kajian danlebih tinggi daripada graphene. Walau bagaimanapun, karbin adalah bahan misteri. Lagipun, tidak semua saintis mengiktiraf kewujudannya sebagai bahan bebas.

Di luar kelihatan seperti serbuk hitam kristal logam. Ia mempunyai sifat semikonduktor. Kekonduksian elektrik carbyne meningkat dengan ketara di bawah tindakan cahaya. Ia tidak kehilangan sifat ini walaupun pada suhu sehingga 5000 ˚С, yang jauh lebih tinggi daripada bahan lain untuk tujuan ini. Bahan itu diterima pada tahun 60-an oleh V. V. Korshak, A. M. Sladkov, V. I. Kasatochkin dan Yu. P. Kudryavtsev oleh pengoksidaan pemangkin asetilena. Perkara yang paling sukar ialah menentukan jenis ikatan antara atom karbon. Selepas itu, bahan dengan hanya ikatan berganda antara atom karbon diperolehi di Institut Sebatian Organoelemen Akademi Sains USSR. Kompaun baharu itu dinamakan polikumulena.

Graphite - dalam bahan ini pesanan polimer meluas hanya dalam satah. Lapisannya tidak disambungkan oleh ikatan kimia, tetapi oleh interaksi antara molekul yang lemah, jadi ia mengalirkan haba dan arus dan tidak menghantar cahaya. Grafit dan terbitannya adalah polimer tak organik yang agak biasa. Contoh penggunaannya: daripada pensel kepada industri nuklear. Dengan mengoksidakan grafit, produk pengoksidaan perantaraan boleh diperolehi.

Berlian - sifatnya pada asasnya berbeza. Berlian ialah polimer spatial (tiga dimensi). Semua atom karbon disatukan oleh ikatan kovalen yang kuat. Kerana polimer ini sangat tahan lama. Berlian tidak mengalirkan arus dan haba, mempunyai struktur lutsinar.

polimer boron

Jika anda ditanya apakah polimer tak organik yang anda tahu, sila jawab - polimer boron (-BR-). Ini ialah kelas NP yang agak luas, digunakan secara meluas dalam industri dan sains.

Boron karbida - formulanya kelihatan lebih betul seperti ini (B12C3) n. Sel unitnya ialah rombohedral. Rangka kerja ini dibentuk oleh dua belas atom boron terikat kovalen. Dan di tengah-tengahnya adalah kumpulan linear tiga atom karbon terikat kovalen. Hasilnya ialah struktur yang sangat kuat.

Borida - kristalnya terbentuk sama seperti karbida yang diterangkan di atas. Yang paling stabil ialah HfB2, yang cair hanya pada 3250°C. TaB2 terkenal dengan rintangan kimia yang paling tinggi - asid mahupun campurannya tidak bertindak ke atasnya.

Boron nitride - sering dirujuk sebagai talk putih kerana persamaannya. Persamaan ini sebenarnya hanya dangkal. Secara struktur, ia serupa dengan grafit. Dapatkannya dengan memanaskan boron atau oksidanya dalam suasana ammonia.

Borazon

Elbor, borazon, cyborite, kingsongite, kubonit ialah polimer tak organik superhard. Contoh aplikasinya: pembuatan roda pengisaran, bahan kasar, pemprosesan logam. Ini adalah bahan lengai secara kimia berdasarkan boron. Kekerasan lebih dekat daripada bahan lain dengan berlian. Khususnya, borazon meninggalkan calar pada berlian, yang kedua juga meninggalkan calar pada kristal borazon.

Walau bagaimanapun, ND ini mempunyai beberapa kelebihan berbanding berlian asli: ia mempunyai lebih banyakrintangan haba (menahan suhu sehingga 2000 ° C, berlian dimusnahkan pada kadar dalam julat 700-800 ° C) dan rintangan yang tinggi terhadap tekanan mekanikal (mereka tidak begitu rapuh). Borazon diperolehi pada suhu 1350 °C dan tekanan 62,000 atmosfera oleh Robert Wentorf pada tahun 1957. Bahan yang serupa telah diperoleh oleh saintis Leningrad pada tahun 1963.

Polimer sulfur tak organik

Homopolimer - pengubahsuaian sulfur ini mempunyai molekul linear. Bahan tidak stabil, dengan turun naik suhu ia terpecah menjadi kitaran oktahedral. Ia terbentuk dalam kes penyejukan mendadak cair sulfur.

Pengubahsuaian polimer sulfur dioksida. Sangat serupa dengan asbestos, mempunyai struktur berserabut.

Polimer selenium

Selenium kelabu ialah polimer dengan makromolekul linear heliks yang bersarang selari. Dalam rantai, atom selenium terikat secara kovalen, manakala makromolekul dikaitkan dengan ikatan molekul. Malah selenium cair atau terlarut tidak terurai menjadi atom individu.

Selenium merah atau amorfus juga merupakan polimer rantai, tetapi strukturnya tersusun sedikit. Dalam julat suhu 70-90 ˚С, ia memperoleh sifat seperti getah, bertukar menjadi keadaan sangat kenyal, yang menyerupai polimer organik.

Selenium karbida, atau kristal batu. Stabil secara haba dan kimia, kristal spatial yang cukup kuat. Piezoelektrik dan semikonduktor. Dalam keadaan buatan, ia diperoleh dengan bertindak balas pasir kuarza dan arang batu dalam relau elektrik pada suhu kira-kira 2000 ° C.

Polimer Selenium Lain:

• Monoklinselenium - lebih teratur daripada merah amorf, tetapi lebih rendah daripada kelabu.
• Selenium dioksida, atau (SiO2)n, ialah polimer rangkaian tiga dimensi.
• Asbestos ialah polimer selenium oksida dengan struktur berserabut.

Polimer fosforus

Terdapat banyak pengubahsuaian fosforus: putih, merah, hitam, coklat, ungu. Merah - struktur hablur halus NP. Ia diperoleh dengan memanaskan fosforus putih tanpa udara pada suhu 2500 ˚С. Fosforus hitam diperolehi oleh P. Bridgman dalam keadaan berikut: tekanan 200,000 atmosfera pada suhu 200 °C.

Phosphornitride chloride ialah sebatian fosforus dengan nitrogen dan klorin. Sifat bahan ini berubah dengan peningkatan jisim. Iaitu, keterlarutan mereka dalam bahan organik berkurangan. Apabila berat molekul polimer mencapai beberapa ribu unit, bahan bergetah terbentuk. Ia adalah satu-satunya getah bebas karbon tahan haba yang cukup. Ia hanya rosak pada suhu melebihi 350 °C.

Kesimpulan

Polimer tak organik kebanyakannya adalah bahan dengan ciri unik. Ia digunakan dalam pengeluaran, dalam pembinaan, untuk pembangunan bahan inovatif dan juga revolusioner. Memandangkan sifat NP yang diketahui dikaji dan yang baharu dibuat, skop aplikasinya berkembang.