المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر


Radical Additions to Alkenes: Chain-Growth Polymers  
  
1055   10:41 صباحاً   date: 21-8-2016
Author : John McMurry
Book or Source : Organic Chemistry
Page and Part : 9th ed - p247


Read More
Date: 10-11-2019 511
Date: 1-9-2016 486
Date: 24-9-2017 502

Chain-Growth Polymers

  A polymer is simply a large—sometimes very large—molecule, built up by repetitive bonding of many smaller molecules, called monomers. Nature makes wide use of biological polymers. Cellulose, for instance, is a polymer built of repeating glucose monomer units; proteins are polymers built of repeating amino acid monomers; and nucleic acids are polymers built of repeating nucleotide monomers.

  Synthetic polymers, such as polyethylene, are much simpler chemically than biopolymers, but there is still a great diversity to their structures and properties, depending on the identity of the monomers and on the reaction conditions used for polymerization. The simplest synthetic polymers are those that result when an alkene is treated with a small amount of a suitable catalyst.

  Ethylene, for example, yields polyethylene, an enormous alkane that may have a molecular weight up to 6 million amu and may contain as many as 200,000 monomer units incorporated into a gigantic hydrocarbon chain. Worldwide production of polyethylene is approximately 80 million metric tons per year. Polyethylene and other simple alkene polymers are called chaingrowth polymers because they are formed in a chain-reaction process in which an initiator adds to a carbon–carbon double bond to yield a reactive intermediate.

  The intermediate then reacts with a second molecule of monomer to yield a new intermediate, which reacts with a third monomer unit, and so on. Historically, ethylene polymerization was carried out at high pressure (1000–3000 atm) and high temperature (100–250 οC) in the presence of a radical initiator such as benzoyl peroxide, although other catalysts and reaction conditions are now used. The key step is the addition of a radical to the ethylene double bond, a reaction similar in many respects to what takes place in the addition of an electrophile. When sketching the mechanism, recall that a curved half-arrow, or “fishhook” ⇀, is used to sho.w the movement of a single electron, as opposed to the full curved arrow used to show the movement of an electron pair in polar reactions.

Initiation The polymerization reaction is initiated when a few radicals are generated on heating a small amount of benzoyl peroxide catalyst to break the weak O - O bond. The initially formed benzoyloxy radical loses CO2 and gives a phenyl radical (Ph·), which adds to the C=C bond of ethylene to start the polymerization process. One electron from the ethylene double bond pairs up with the odd electron on the phenyl radical to form a new C - C bond, and the other electron remains on carbon.

Propagation Polymerization occurs when the carbon radical formed in the initiation step adds to another ethylene molecule to yield another radical.   Repetition of the process for hundreds or thousands of times builds the polymer chain.

Termination The chain process is eventually ended by a reaction that consumes the radical. The combination of two growing chains is one possible chain-terminating reaction.

  Ethylene is not unique in its ability to form a polymer. Many substituted ethylenes, called vinyl monomers, also undergo polymerization to yield polymers with substituent groups regularly spaced on alternating carbon atoms along the chain. Propylene, for example, yields polypropylene, and styrene yields polystyrene.

  When an unsymmetrically substituted vinyl monomer such as propylene or styrene is polymerized, the radical addition steps can take place at either end of the double bond to yield either a primary radical intermediate (RCH2·) or a secondary radical (R2CH·). Just as in electrophilic addition reactions, however, we find that only the more highly substituted, secondary radical is formed.

Table 1-1 shows some commercially important alkene polymers, their uses, and the vinyl monomers from which they are made.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .