химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ста». Ее свойства моделируют лишь те свойства биологических макромЪлекул, которые" не зависят от особенностей первичной структуры. Вместе с тем полимерная цепь имеет специфические возможности передачи информации об электронных и конформационных перестройках

(см. § 3.5.).

Синтетические макромолекулы отличаются от белков и нуклеиновых кислот не только отсутствием первичной структуры. Синтетические полимеры гетерогенны, они состоят из неоднородных макромолекул. Приведенные формулы полимерных цепей идеализированы в том смысле, что реальные цепи зачастую содержат и другие группы, например, некоторые из атомов Н в полиэтилене могут быть замещены на метильную группу СНз и т. п. Цепи могут быть разветвлены случайным образом. Любой образец синтетического полимера содержит смесь макромолекул различной длины. Соответственно молекулярный вес полимера является средним значением по всем полимер-гомологам. Напротив, все молекулы данного белка одинаковы, они имеют вполне определенный молекулярный вес, состав и первичную структуру.

Полимерная цепь характеризуется прежде всего своей кон- . фигурацией — фиксированным расположением химических связей, которое может быть изменено только в результате разрыва связей. Так, цис- и гу?анс-полиизопрен (см. выше) различаются именно конфигурациями. Полимерные цепи типа —CHR—СНг— (например, полистирол, в котором R — фенильная группа СвН5) могут существовать во множестве различных конфигураций. Каждая из групп может располагаться вправо или влево от основной цепи. Если число мономерных звеньев в цепи равно 1000, то число цепей с различными конфигурациями составит 21000 и

Рис. 3.1. Цепи изотактического (А) и синдиотактического (Б) полистирола.

будет, следовательно,'значительно больше числа макромолекул в данном, образце полимера. Иными словами, все макромолекулы в таком образце могут оказаться различными. Тем самым синтетические макромолекулярные вещества не подчиняются основному закону химии — закону постоянства состава и строения. Натта открыл способы получения стереорегулярных полимеров с* более определенными конфигурациями мономерных звеньев. }ia рис. 3.1 показано строение цепей изотактического и синдиотактического полистирола. В первом случае все фениль-ные группы расположены по одну сторону основной цепи, во втором — поочередно справа и слева. Цепь с беспорядочным расположением групп R называется атактической.

Различие между оптическими антиподами для низко- и высокомолекулярных соединений является конфигурационным различием (см. стр. 79).

Специфика физических свойств макромолекул, отличие последних от малых молекул, определяется прежде всего большим числом, однотипных звеньев, связанных в линейную цепь. Как правило, макромолекулы содержат единичные <т-связи С—С, С—N, С—О. В результате поворотов вокруг единичных связей возникают различные конформации цепи (см. далее §§ 3.2—3.4). Важнейшее специфическое свойство полимерной цепи — ее кои-формационная лабильность, т. е. способность цепи фигурировать во множестве различных конформации. Это свойство находит свое отражение в особенностях макроскопического поведения полимеров, например в высокоэластичности, присущей только полимерам (скажем, натуральному и синтетическому каучукам). Высокоэластичность — способность блочного полимера испытывать большие упругие деформации, достигающие сотен процентов, при малом модуле упругости. Каучук, подобно другим упругим телам, подчиняется при малых деформациях закону Гука

Здесь а — напряжение, L и L0 — длины растянутого и нерастянутого образцов соответственно, е — модуль упругости. Для стали е « 20 000 кг/мм2, для резин е « 0,02—0,8 кг/мм2 (в зависимости от степени вулканизации каучука). Столь малым модулем упругости характеризуется идеальный газ. В самом деле, идеальный газ описывается уравнением состояния

pV = RT. (3,2)

Сожмем газ при постоянной температуре, увеличив давление на dp. Объем уменьшится на dV. Из (3,2) следует

dp = — р = р Lou L , (3,3)

где LQ — начальное, L — конечное положение поршня. Это уравнение аналогично (3.1), роль модуля упругости е играет давление р. Атмосферному давлению отвечает е — 1 кг/см2 — = 0,01 кг/мм2 — величина того же порядка, что и у каучука. Идеальный газ нагревается при адиабатическом сжатии. Аналогичным образом резина нагревается при адиабатическом растяжении. Это означает, что в обоих случаях при деформации происходит уменьшение энтропии. Работа при растяжении каучука силой f на dL равна

fdL = dF = dE—T dSf (3,4)

где F— свободная энергия, Е — внутренняя энергия. Каучук практически несжимаем. Упругая сила при изотермическом растяжении каучука равна

причем прямая /(Г) проходит вблизи начала координат. Иными словами,

(3.6)

Подобно тому как внутренняя энергия идеального газа не зависит от объема, внутренняя энергия каучука не зависит от длины. Возникновение упругой силы и в том, и в другом случае определяется изменением не внутренней энергии, а энтропии

(3,7)

В этом и состоит принципиальное отличие высокоэластично-сти полимера

страница 41
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
sheffilton стул sht-s30
установить датчики парковки цена
штатные магнитолы для volkswagen
шоу щелкунчик авербуха

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)