3.2-rasm. Izopren qoldiqlaridan tuzilgan zanjir konformatsiyasi.
Polimer zanjirining konformatsiyasi haqidagi tasavvurlar birinchi marta
V.Kun, G.Mark va E.Gut tomonidan kiritildi. Ularning fikricha, polimer
zanjirining har xil konformatsiyasi kimyoviy bog’lar uzilmagan holda
zvenolarning bir-biriga nisbatan erkin aylanishidandir. Uglerod atomlari faqat -
bog’lar bilan bo’langan alohida olingan polimer zanjirini ko’rib chiqaylik. Bunday
zanjir zvenolari issiqlik harakatida bo’ladi, ya’ni bir zveno qo’shni zvenoga
50
nisbatan aylana oladi. Bunday zanjirning valent burchaklari belgilanmagan bo’lib,
aylanish -bog’lar atrofida erkin bo’lsin deb faraz qilaylik.
Bunday zanjir erkin a’zolangan deb atalib, fazoda qo’shni zvenolar holatidan
qat’iy nazar har qanday holatni egallashi mumkin. Bunday zanjir har xil
konformatsiyada bo’lishi mumkin, ya’ni u o’ta bukiluvchandir (3.3-rasm).
3.3-rasm. Erkin a’zolangan zanjir konformatsiyasi.
Polimerlarning real zanjirli molekulalarida valent burchaklar aniq qiymat
(109°28’) ga ega bo’lib zvenolarning aylanma harakati natijasida o’zgarmaydi.
Belgilangan valent burchakli zanjirda har bir zveno holati yonidagi zvenoga
bog’liq bo’ladi. (3.4-rasm). Shuning uchun erkin aylanish bo’ladi deb faraz
qilinganda ham bunday zanjir erkin a’zolangan zanjirga qaraganda kam sonli
konformatsiyani egallaydi, lekin u ham yaxshi bukilish xususiyatiga ega bo’ladi.
S.E. Bresler va Ya.I. Frenkel polimer molekulalaridagi ichki aylanish bir-biri bilan
kimyoviy bog’lanmagan atomlar ta’siri natijasida tormozlanishini ko’rsatdilar. Bu
bitta makromolekuladagi atomlarning o’zaro ta’siri (ichki molekulyar ta’sir) va
qo’shni zanjirlardagi zvenolar atomlari o’zaro ta’siri (molekulalararo ta’sir)
natijasida bo’lishi mumkin.
3.4-rasm. Belgilangan valent burchakli zanjir konformatsiyalari.
Real sistemalarda polimer molekulalari o’ziga o’xshash molekulalar bilan
o’ralgan, shuning uchun aylanishning tormozlanish darajasiga ta’sir qiluvchi u
51
yoki bu xildagi molekulalararo ta’sirlar bo’ladi, lekin bu o’zaro ta’sirlarni hisobga
olish murakkab vazifa. Shuning uchun bunday ta’sirlarni hisoblashda ichki
molekulyar ta’sirlarni hisobga olish bilan chegaralaniladi. Ikki xil ichki molekulyar
ta’sir bo’ladi:
1. Yaqin tartibli o’zaro ta’sir, ya’ni oralaridagi masofa yaqin bo’lgan atomlar
va atomlar guruhlari ta’siri, masalan, qo’shni zvenolar atomlari orasidagi ta’sir.
2. Uzoq tartibli o’zaro ta’sir, ya’ni zanjirdagi bir-biridan ancha uzoq
masofada joylashgan zvenolardagi atomlar yoki atomlar guruhi orasidagi ta’sir.
Bunday ta’sir faqat uzun zanjir juda bukilgan holatda bo’lishi mumkin. Shunday
qilib, polimer makromolekulasining potensial energiyasi molekulaning bir qismi
ikkinchi qismiga nisbatan burilganida ichki molekulyar ta’sir natijasida o’zgaradi.
Polimer
strukturasi
ikki
xil:
molekulyar
va
ustmolekulyar
(makromolekulalarning bir-biriga nisbatan joylashishi natijasida hosil bo’lgan
struktura) darajasida o’rganiladi. Molekulyar darajadagi strukturaga polimer
makromolekulasidagi zvenolarning tuzilishi va funksional o’zaro joylashish tartibi
(holati) kiradi. Ustmolekulyar strukturaga polimer makromolekulalari yoki
ularning ayrim qismlarining bir-biriga nisbatan joylashishi va ularning shakli
kiradi.
Polimerlarning
molekulyar
strukturasi
ular
makromolekulasining
konfiguratsiyasi, konformatsiyasi va molekulyar taxlanishi tushunchalarini o’z
ichiga oladi. Konfiguratsiya molekulani tashkil etuvchi atomlarning fazoviy
joylashish tartibini ifodalaydi. Bu tartib molekulalarning tartibsiz issiqlik harakati
natijasida o’zgarmaydi: konfiguratsiya faqat kimyoviy bog’larning uzilib, qayta
tiklanishi natijasida o’zgarishi mumkin. Polimerlarning konfiguratsiyasi bir necha
konfiguratsion
darajalarga
bo’linadi:
elementar
zveno
konfiguratsiyasi,
zvenolarning birikish konfiguratsiyasi (yaqin konfiguratsion tartib), katta
bloklarning birikish konfiguratsiyasi (uzoq konfiguratsion tartib), mikrozanjir
konfiguratsiyasi.
52
Elementar zvenolarning konfiguratsiyasi organik kimyoda ishlatiladigan
tushunchalar va ta’riflar bilan ifodalanadi. Masalan, qo’shbog’ tutgan polimerlar
tsis-(l) va trans-(2) izomerlar shaklida bo’lishi mumkin:
Dostları ilə paylaş: |