פולימרים: מולקולות ארוכות וכוחות משיכה בין שרשראות
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| polymer chain/ˈpɒlɪmə tʃeɪn/ | שרשרת פולימר |
| covalent backbone/ˈkəʊvələnt ˈbækbəʊn/ | גבולת קוולנטית |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- דיאגרמה של פולימר יכולה להציג רק מספר מעט יחידות חוזרות, גם אם כל מולקולה אמיתית מכילה רבות מהן. הקטע המצויר אינו עדות לכך שהחומר הוא רשת קוולנטית ענקית בכל הכיוונים.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- לפוליאמרים יש מולקולות גדולות מאוד המיוצרות מיחידות חוזרות. אטומים בתוך כל מולקולת פולימר מחוברים על ידי קשרים קוולנטיים חזקים. כוחות המשיכה בין מולקולות אלו הם יחסית חזקים לעומת אלו שבין מולקולות קטנות רגילות, ולכן הפוליאמרים בדגם זה (IGCSE) הם מוצקים בטמפרטורת החדר. סוגרי חזרה עם n גדול מציינים מולקולה ארוכה הנמשכת מעבר לקטע המצויר.
- שרשרת פולימר: מולקולת פולימר ארוכה המכילה רבות יחידות חוזרות; עמוד vertebral קוולנטי: הרצף של אטומים מחוברים בקשרים קוולנטיים לאורך מולקולת פולימר.
אילו מאפיין בגרף תומך בזיהוי פולימר?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
פולימר הוא מולקולה אחת ענקית המבוססת על יחידות חוזרות רבות הקשורות בקשרים קוולנטים לאורך השרשרת. יון חופשי או אטום בודד אין לו כלל מבנה חוזר.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- להבחין בין קשרים לאורך שרשרת לבין כוחות משיכה בין שרשרות נפרדות. הגודל של מולקולות הפוליאמרים מספק הזדמנויות רבות לכוחות משיכה בין-מולקולריים. תמונת שרשרת מפושטת עוזרת להסביר את החומר המוצק, אך תכונות פוליאמרים אמיתיות תלו גם בערוך השרשרות ובמאפיינים מבניים אחרים. אל תחליפו את כוחות המשיכה הבין-מולקולריים בטענה כי כל שרשרת שכנה מחוברת בהכרח בקשרים קוולנטיים.
- השוו בין תרשים מולקולה קטנה, מספר שבבי שרשרת ארוכה ורשת קוולנטית. זיהו יחידות חוזרות, גבולות שרשרת וסוג הקישור המוצג. השתמשו בדגימות פולימר מוכנות או בתמונות מסופקות על ידי המורה, ולא במבחני חימום או בעירה שאינם מאושרים. מודל [–CH₂–CH₂–]ₙ מייצג פולי(אתילן); שני הקשרים דרך הסוגריים מראים המשך של השרשרת.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- ידוע: שתי שרשראות פולי(אתילן) דגם מכילות כל אחת שמונים יחידות חזרה C₂H₄. תכולת יחידת החזרה המוצגת היא 2×80×2=320 אטומי פחמן ו2×80×4=640 אטומי מימן, ללא קצוות השרשראות. מספר גדול כזה אינו אומר שאטומי פחמן בשרשרת אחת מחוברים בקשר קוולנטי לכל אטום בשרשרת השנייה.
שתי שרשרות דגם מכילות כל אחת 25 יחידות חזרה C₂H₄. כמה אטומי פחמן יש ביחידות הנ"ל בסך הכל? השתמשו באותו רצף: כמות ידועה → דגם → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
שתי שרשראות דגם מכילות כל אחת 25 יחידות חוזרות C₂H₄. כמה אטומי פחמן יש בסך הכל ביחידות המצוינות?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 100 אטומים. נתונים: 2 שרשראות x 25 יחידות חוזרות x 2 אטומי פחמן ליחידה C2H4. אטומי פחמן = 2 x 25 x 2 = 100 אטומים. אטומים בשרשראות שונות אינם קשורים זה לזה.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- התווית n אינה סמל של אטום. מולקולות פוליאמרים יכולות להיות ארוכות בעוד שהחומר מכיל שרשרות נפרדות רבות. משיכה מצוירת בנקודות בין שרשרות שונה מקו המייצג קשר בעמוד Vertebral קוולנטי. דגם הפוליאמר המוצק הפשוט בשיעור זה אינו טוען שכל חומרי הפוליאמרים יש להם טמפרטורות ריכוך זהות.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
כל שרשרת פולימרית מחוברת בהכרח בקשר קוולנטי לכל השרשרות השונות סביבה. טענה זו שגויה: השרשרות בחומר פולימרי הן מולקולות נפרדות המוחזקות יחד על ידי כוחות מולקולריים - וזהו הסיבה שהן מתרככות בחום. רק פולימרים מצלבים (cross-linked) בעלי קשרים קוולנטיים בין השרשרות, ודבר זה חייב להיות מפורש.
פוליאמרים: מולקולות ארוכות וכוחות משיכה בין שרשרות. להבחין בין קשרים לאורך שרשרת לבין כוחות משיכה בין שרשרות נפרדות. הגודל של מולקולות הפוליאמרים מספק הזדמנויות רבות לכוחות משיכה בין-מולקולריים. תמונת שרשרת מפושטת עוזרת להסביר את החומר המוצק, אך תכונות פוליאמרים אמיתיות תלו גם בערוך השרשרות ובמאפיינים מבניים אחרים. אל תחליפו את כוחות המשיכה הבין-מולקולריים בטענה כי כל שרשרת שכנה מחוברת בהכרח בקשרים קוולנטיים.
כל שרשרת פולימר מחוברת בהכרח בקשר קovalenti לכל השרשרות השכנות.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
השרשראות בחומר פולימרי הן מולקules נפרדות המוחזקות על ידי כוחות אינטרמולקולריים - והוא הסיבה שהן מתרככות בחימום. רק פולימרים מחוברים בצולבות (cross-linked) יש קשרים קוולנטיים בין שרשראות, ויש לציין זאת במפורש.
מולקולת פולימר ארוכה המכילה הרבה יחידות חוזרות: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
שרשרת פולימר פירושה מולקולת פולימר ארוכה המכילה הרבה יחידות חוזרות.