Жоғары молекулалы қосылыстар жөнінде түсінік. Полимерлер

Сабақтың тақырыбы: Жоғары молекулалы қосылыстар жөнінде түсінік. Полимерлер.
Мақсаты:
а) білімділік: оқушыларға жоғары молекулалы қосылыстар, ЖМҚ алудың негізгі әдістері - полимерлену және поликонденциялану реакциялары, олардың қасиеттері туралы мағлұмат беру, олардың қасиеттері мен маңыздылығын ашып көрсету;
б) дамытушылық: интерактивті тақтаны және ғаламтор материалдарын қолдана отырып алған білімдерін тереңдету, дүниетанымын кеңейту, оқушылардың ойлау қабілетін дамыту;
в) тәрбиелік: оқушыларды елін-жерін сүюге, қоршаған ортаға құрметтеуге, еңбек сүйгіштікке тәрбиелеу.
Сабақтың типі: жаңа материалды беру
Сабақтың түрі: кіріктірілген сабақ
Сабақтың әдістері: сұрақ-жауап, ақпараттық технологиялармен жұмыс, тест арқылы тексеру, демонстрация, тапсырманы ағылшын тілінде орындау.
Пәнаралық байланыс: биология, физика, аспаздық, ағылшын тілі.
Сабақта қолданылатын көрнекіліктер: интерактивті тақта, компьютерлер, слайд, тестік жұмыс, видеосюжет, ғаламтор ақпараттары.
Сабақтың барысы:
1. Ұйымдастыру кезеңі
2. Үй тапсырмасын сұрау (ақуыздар, нуклеин қышқылдарын қайталау)
+ Сұрақтарға жауап беру.
Сұрақтар:
1. Ақуыздар дегеніміз не?
2. Ақуыздың неше реттік құрылымы бар?
3. Ақуыздарға қандай реакциялар тән?
4. Ақуыздың маңызы қандай?
5. Нуклеин қышқылдарының түрлерін ата?
6. Нуклеин қышқылдарының рөлін атап өтіңіз.
+ Үй тапсырмасын тексеруге арналған тестік жұмыс (20 сұрақ. Қосымша №1) Оқушылар компьютердегі тестік сұрақтарға жауап береді.
+ тапсырманы ағылшын тілінде орындау

3. Жаңа тақырып. Тақырыбы: <<Жоғары молекулалы қосылыстар жөнінде түсінік. Полимерлер>>.
Жаңа сабақтың жоспары:
1. Жоғары молекулалы қосылыстар немесе полимерлердің сипаттамасы. Слайд №1
2. Физикалық қасиеттері және алу.
3. Демонстрация.Полимердің жануы.
4. Химиялық қасиеттері.
5. Қолданылуы және маңызы.
6. Бейнематериалды тамашалау.
4.Жаңа сабақты бекіту.
+ Тестік жұмыс. (қосымша №2)
+ Ғаламтор материалдарымен жұмыс
+ Викториналық сұрақтар (қосымша №3)
+ тапсырманы ағылшын тілінде орындау

1. Қорытындылау
2. Оқушылардың білімін бағалау.
3. Үй тапсырмасы:
а )Рефераттар жазу,презентация дайындау. Тақырыптары: <<Полимерлердің тамақ өнеркәсібінде қолданылуы>>, <<Полимерлердің қоршаған ортаға зияны>>.
ә) Нұрахметов Н <<Органикалық химия>> §15 беттер275-278

Қосымша №1
Ақуыздың бірінші реттік құрылымындағы байланыс түрі?
1) металдық
2) иондық
3) пептидтік
4) сутектік
Органикалық химия зерттейді:
1) бейорганикалық заттардың қасиеттерін
2) органикалық қосылыстарды
3) көміртегі қосылыстары мен өзгерістерін
4) азот және оның қосылыстарын
Инсулиннің құрамында бар аминоқышқылдар қалдықтары саны:
1) 25
2) 48
3) 45
4) 52
Белоктардың қызметі: :
1) Биохимиялық реакцияларды күшейтеді және реттейді
2) Тірек-қимыл қозғалысын төмендетеді
3) Қан айналысын жақсартады
4) Қоректік зат ретінде ғана қолданы
Денатурация процесі кезінде:
1) Ақуыз молекулаларыаминоқышқылдарға ыдырайды
2) Аминоқышқылдар полимерленеді
3) екңнші,үшінші , төртінші реттік структура бұзылады
4) ақуыз құрамына кіретін аминқышқылдар тотығады
Днқ-ның құрамында бар:
1) рибоза
2) крахмал
3) дезоксирибоза
4) анилин
Белок-кератин:
1) қанға оттегін тасиды
2) сүттің құрамында болады
3) фермент
4) гемоглобин
Белок-гемоглобиннің адам ағзасындағы қалыпты мөлшері:
1) 70
2) 90
3) 50
4) 120

Белок - гемоглобиннің мөлшері төмендегенде пайда болатын ауру түрі:
1) церроз
2) пневмония
3) анимия
4) ОРЗ
Суда ерімейтін белок:
1) гемоглобин
2) кератин
3) казеин
4) ферменттер
РНҚ-ның құрамына кіреді:
1) Глицерин
2) целлюлоза
3) Сірке қышқылы
4) рибоза
Ферменттер жатады:
1) ақуызға
2) спирттерге
3) карбон қышқылдарына
4) альдегидтерге
Казеин алынады
1) қанттан
2) судан
3) сүттен
4) жеміс-жидектен
Бұлшықет актомиозинінің атқаратын қызметі:
1) жиырылғыштық функция
2) қор қызметі
3) ыдыратқыштық
4) құрылымдық
Химиялық құрылыс ерекшеліктеріне сәйкес ақуыздар бөлінеді:
1) оттекті және оттексіз
2) қатты және сұйық
3) жай және күрделі
4) тұрақты және тұрақсыз
Нуклеин қышқылдарының құрамына кірмейдіт:
1) Пурин
2) Цитозин
3) Аденин
4) Гуанин
Адамдар және жануарлар ағзасында ақуыз гидролизі жүруі байланысты:
1) көмірсуларға
2) Күрделі эфирлерге
3) майларға
4) ферменттерге
1954 жылы ашылды:
1) гемоглобин
2) инсулин
3) казеин
4) пепсин
Нуклеин қышқылдары тасымалдайды және реттейді :
1) тұқым қуалау белгілерін
2) қоректік заттарды
3) зәр шығаруды
4) ас және ас қортуды
Ақуыздарға тән емес:
1) түрлі- түсті реакциялар
2) Ксантопротеинді реакция
3) Биурет реакциясы
4) Эфирлену реакциясы

Қосымша №2
Полимерлер алынады:
1) мономерлерден
2) күрделі эфирлерден
3) қышқылдардан
4) иондардан
Заттардың қыздырғанда пішінін өзгертуі және салқындатқан соң пішінін сақтауының атауы:
1) термопластиқалық
2) майысқақтылық
3) иілгіштік
4) беріктілік
Полиэтилен:
1) Жұмсақ, қара түсті,темір тәрізді
2) Қатты,ақ түсті, термопластикалық, парафин тәрізді материал
3) Ұнтақ, ақ түсті, жылу өткізгіш материал
4) Қаттылығы орташа, қолмен майыстыруға келетін , қоңыр түсті материал
1600-1700С-та жұмсаратын полимер:
1) полиэтилен
2) полиметилакрилат
3) полипропилен
4) поливинилхлорид
Қыздырған кезде оңай ыдырап, хлорсутек бөледі:
1) полиэтилен
2) полиметилакрилат
3) полипропилен
4) поливинилхлорид

Термопластар деп аталады :
1) қыздырғанда балқып,суытқанда қайта қалпына келетін полимерлер
2) қыздырғанда балқып, суытқанда орнына қайта келмейтін полимерлер
3) қыздырғанда еріп, балқып, формасын толық жоғалтатын заттар
4) қыздырғанда ерімейтін , өте қатты заттар

Термореактивті полимерлер дегеніміз:
1) Қыздырғанда қасиеттері өзгеріске ұшырамайтын заттар
2) Қыздырғанда да, суытқанда да өздерінің бастапқы қасиеттерін сақтай алмайды.
3) қыздырғанда балқып,суытқанда қайта қалпына келетін полимерлер
4) қыздырғанда ерімейтін , өте қатты заттар
Полимерлер электр тогын:
1) өткізбейді
2) жақсы өткізеді
3) өте нашар өткізеді
4) жартылай өткізеді
Полимергомологтар дегеніміз:
1) құрылым буындары бірдей, бірақ ұзындықтары әртүрлі макромолекулалар
2) құрылым буындары әртүрлі, ұзындықтары бірдей макромолекулалар
3) құрылым буындары өзгеше микромолекулалар.
4) Құрылым буындары берік, микромолекулалар
Жоғары молекулалы заттарға жатады:
1) полимерлер
2) қаныққан көмірсутектер
3) спирттер
4) күрделі эфирлер

Жаңа сабақтың қысқаша жазбасы
Жоғары молекулалы қосылыстар немесе полимерлер (гр. PIολύ- -- көп, μέρος -- бөлік, бөлігі) -- молекула құрамында өзара химикалық немесе координаттық байланыстармен қосылған жүздеген, мыңдаған атомдары бар және өздеріне ғана тән қасиеттермен ерекшеленетін заттар тобы. Жоғары молекулалы қосылыстар көбіне молекулалары көп қайталанып отыратын мономерлер тізбегінен тұрады. Олардың ішіндегі ең қарапайымы -- полиэтилен, оның мономері -- этилен. Жоғары молекулалы қосылыстар табиғи (белоктар, нуклеин қышқылдары, табиғи шайырлар), жасанды (табиғи полимерді химикалық реактивтермен әрекеттестіру кезінде алынатын), синтетикалық (полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиамид, фенолды шайыр, т.б.) болып үш топқа бөлінеді. Табиғи Жоғары молекулалы қосылыстар Биосинтез барысында тірі организм клеткаларында түзіледі. Синтетикалық Жоғары молекулалы қосылыстар мономерлерді поликонденсациялау, полимерлеу арқылы алынады. Олардың тізбектері ашық, бірінен соң бірі түзу сызық бойымен орналасқан мономер бөліктерінен, тарамдалған немесе тор тәрізді жоғары молекулалардан құралған. Жоғары молекулалы қосылыстар машина жасауда, құрылыста, ауыл шаруашылығында, электртехникада, медицинада, т.б. көптеген салаларда кеңінен қолданылады.
Жалпы мәліметтер
Жоғары молекулалы қосылыстарды қысқаша ЖМҚ деп стандартты атауға немесе "полимерлер" деуге болады. Полимерлер (грек. "поли" -- көп, "мерос" -- бөлшек) ондаған және жүздеген мың, кейде миллиондаған атомдардан тұратын үлкен молекулалар.
Атомдар санының өзгеруіне қарай макромолекулалардың сапалық қасиеттерінде де ерекшеліктері болады. Химиялық таза полимерлердің макромолекулалары қайталанып отыратын құрылым буындарынан құралады.
Егер құрылым буындары әр түрлі болса, онда сополимер деп атайды.
Полимер синтезделетін кіші молекулалы зат мономер деп аталады. Полимерлердің осындай ірі макромолекулаларының пішіні әр түрлі болады. Қазіргі кезде қолданылып жүрген полимер бұйымдарын жалпы қасиеттері мен олардан жасалатын заттардың түріне, сондай-ақ өндіру әдісіне қарай төрт типке бөледі:
1. Конструкциялық пластиктер. Оларды көбіне пластмассалар деп атайды. Пластмассаға кейін толығырақ тоқталамыз. Басқа полимерлерден айырмашылығы мынадай: пластиктер -- бөліну беріктігі 50 -- 200 кг/см2 болатын қатты заттар.
2. Эластомерлер. Оған каучук, резеңке және осыларға ұқсас материалдар жатады. Эластомерлерге атына сәйкес жоғары (эластикалық) иілімділік, созылғыштық тән, деформациялығы қайтымды.
3. Талшықтар мен жіптер. Бұларға осы талшықтардан тоқылған маталар жатады. Бұл материалдардың қасиеттері молекулаларының үш өлшемінің қайсысын негізге алуға байланысты бір-бірінен айқын ерекшеленеді. Талшықты материалдардың беріктігі, иілімділігі, қаттылығы, кейде тіпті тығыздығы да анизотропиялық (дененің барлық немесе бірқатар физикалық қасиеттері әр бағытта әр түрлі) болады. Бұл бастапқы полимердің химиялық құрылымы мен жалпы қасиеттеріне байланысты.
4. Қабыршақтар, лактар, бояулар және басқа қорғағыш, әсемдегіш жабындар (пленкалар). Бұл заттарда қасиеттердің анизотропиялығы өте айқын байқалады. Лак, бояу материалдарының олар жабатын негізбен берік байланысында -- адгезияның да маңызы зор. Сондай-ақ бұл типтегі материалдардың тағы бір ерекшелігі -- алдын ала пішін жасауға болмайды. Оларды қорғалатын заттың бетіне жұқа қабатпен жағып, қолма-қол пайдаланады.
Полимер материалдарының осы негізгі төрт типінен басқа да қосымша түрлері бар. Мысалы, желімдеу, тығыздау үшін құйылатын қоспалар, газ толтырылған материалдар, т.б. Олардың барлығының да өзінің қолданылатын жері бар.
Құрылым буындарына қарай ЖМҚ екіге бөлінеді: құрылым буындары бірдей болса, полимер, әр түрлі болса, сополимер деп аталады.
Полимерлер мономерлерден синтезделеді, полимердің қайталанып отыратын ең кіші бөлігін құрылым буыны, ал олардың санын полимерлену дәрежесі деп атайды.
Жоғары молекулалы қосылыстарды синтездеу әдістері
Жоғары молекулалы қосылыстарды алудың негізгі әдістері -- поликонденсациялану және полимерлену реакциялары. Кіші молекулалы мономерлердің жоғары молекулалы полимер молекулаларына бірігуінің үш түрлі әдісін атауға болады:
1. қанықпаған көмірсутектердің еселі байланысының үзілуі немесе тұйық тізбектердің ашылуы есебінен;
2. эфирлік байланыстардық түзілуі -- С -- О -- С -- есебінен;
3. функционалдық топтар арқылы амидтік байланыстардың түзілуі -- С -- Н -- есебінен.[1]
--------------------------------------------------------------------------------
Поликонденсация реакциялары
Поликонденсация реакцияларына, әдетте, қосфункциялы (бифункциялы) немесе көпфункциялы мономерлер катысады. Олар бір-бірімен әрекеттескенде, қарапайым кіші молекулалы затты (көбіне суды) бөле отырып бірігеді. Мысалы, адипин қышқылының гексаметилендиаминмен поликонденсациялануы негізінде полиамидтік материал -- найлонның алынуы:

Поликонденсация процесі сатылап жүреді: бір молекуладан кейін келесісі қосылып жалғасады. Аралық өнімдері -- тұрақты қосылыстар, әрі қарай процесс барысында олардың үнемі белсенділігін арттырып отыру қажет. Ол үшін көбіне температураны жоғарылатады. Сонда әрекеттесуші заттарды біртіндеп қыздырғанда молекулалық массасы да өседі.[1]
--------------------------------------------------------------------------------
Полимерлену реакциясы
Полимерлену реакциясы еселі (қос, үш) байланыстардың есебінен немесе тұйық тізбектердің ашылу салдарынан жүзеге асады. Мономерде реакцияға қабілетті бір топша болса жеткілікті. Полимерлену инициатордың әсерінен тізбекті процесс түрінде жүреді.
Инициатор ретінде бос радикалдарға жеңіл айырылатын заттар қолданылады. Радикалдар мономер молекулаларын радикалдық түрге айналдырып, полимерленудің тізбекті реакцияларының басталуына себепші болады. Мысалы, стирол бензоил пероксидінің әсерінен полистиролға айналады.
Инициатордың (тізбек бастаушы) түзілуі:

Тізбекті полимерлену қопарылыстың жылдамдығындай жоғары жылдамдықпен өтеді. Оны төменгі температурада жүргізуге де болады.
Полимерленудің аралық өнімдері -- тұрақсыз бөлшектер (біздің мысалымызда -- радикалдар), сондықтан тізбектің өсуі мономер түгел жұмсалып біткенше немесе тізбек үзілгенше жалғасады. Тізбек екі радикал өзара кездескенде, сондай-ақ радикал басқа молекула әсерінен немесе ыдыс қабырғасына соқтығысып жойылған кезде үзіледі.
ЖМҚ алудың негізгі әдістері -- полимерлену және поликонденсациялану реакциялары.
Полимерлену реакциясы радикалды немесе иондық механизммен тізбекті процесс түрінде жүреді, ал поликонденсациялану реакциясы сатыланып жүреді және кіші молекулалы қосылыс бөлінеді.
Полимердің макромолекуласы түзілу үшін мономерлердің өзара бірігуі үш түрлі әдіспен жүзеге асырылады: қос байланыстардың үзілуі, эфирлік байланыстар мен амидтік байланыстардың түзілуі.
Сополимерлену, яғни әр түрлі мономерлерді біріктіріп полимерлеу арқылы "егу, тігу" әдістерін қолдана отырып, қасиеттері алдын ала болжанған сапалы, бағалы полимерлер алынады.[1]
Полимерлердің қасиеттері
Полимерлердің молекулалық массасы әр түрлі және құрылымының айрықша сипаты болуына байланысты, олардың қасиеттерінің кіші молекулалы заттардың қасиеттерінен айтарлықтай өзгешелігі болады. Кіші молекулалы заттар, әдетте, өздеріне тән балқу, қайнау температураларымен және басқа да тұрақты шамалармен, яғни константалармен сипатталады.
Жоғары молекулалы қосылыстардың молекулалық массасы өскен сайын физикалық қасиеттерінің өзгеруіндегі тағы бір ерекшелік -- оларды қыздырғанда, ерекше булану құбылысы (ұшқыштығы) байқалмайды. Одан әрі қыздыра берсе, белгілі бір температурада термиялық айырылу процесі жүреді. Жоғары молекулалы қосылыстар -- мүлде ұшпайтын, газ күйіне ауыспайтын заттар.
Кіші молекулалы қосылыстар үш түрлі: газ, сұйық, қатты агрегаттық күйде бола алады, ал жоғары молекулалы қосылыстар үшін екі түрлі күй ғана белгілі -- қатты және сұйық.
Полимерлерді қыздырғанда болатын өзгерістер олардың құрылым ерекшеліктеріне де байланысты болады.
Қыздырғанда байқалатын өзгерістеріне байланысты полимерлік материалдар термопласты және термореактивті деп бөлінеді.
Полимерлер көпшілік жағдайда ерімейді. Алайла түзу құрылымды полимерлерді кейбір ерекшеліктерінде аздап болса да ерітуге болады.
Бұл ерітінділер өте тұтқыр болады. Ал кеңістіктік полимерлер ерімейді. Кейбіреулері, мысалы, резеңке еріткіштерде тек қана ісінеді. Тармақты полимерлердің химиялық құрамы, молекулалық массалары бірдей болғанымен, сызықтық полимерлерге қарағанда ерігіштігі жоғары болады. Оның себебі, сызықтық полимерлерде байланыстардың екі түрлі типі (химиялық валенттік байланыстар және молекулааралық химиялық байланыстар) өзара әсерлесу нәтижесінде энергетикалық сипаттамасының әр түрлі болуы, еру мен балқу мүмкіндігін анықтайды. Торлы құрылымды полимерлердің макромолекулалары арасында берік химиялық байланыс болатындықтан, еріткіштерде ерімейді, тек ісінеді.[1]
--------------------------------------------------------------------------------
Полимердің беріктігі
Полимердің келесі маңызды қасиеті -- олар механикалық берік келеді, әсіресе кеңістіктік құрылымды полимерлер ерекше берік болады. Беріктік қасиет полимерлердің тармақталу дәрежесі мен типіне байланысты. Тіпті молекулааралық байланыстар үлкейген сайын заттың қаттылығы да арта түседі, серпімділік модулі артып, салыстырмалы деформациялығы азаяды. Торлы құрылымды (кеңістіктік) полимердің қасиеттері алмаз тәрізді кристалл заттардың қасиеттеріне жақындайды. Сонымен полимерлердің беріктігіне әсер ететін факторлар қатарына молекулалық массасы, табиғаты, макро-молекулалардың бағдарлануы, құрылымдарының сипаты, тізбектерінің тігілу дәрежесі және т.б. жатады.
--------------------------------------------------------------------------------
Полимердің электр өткізгіштігі
Полимердің электр өткізгіштігі, әдетте, өте нашар. Олардың электрлік қасиетіне оған электр өрісін бергенде көрсететін қасиеттері сияқты диэлектриктер, жартылай өткізгіштер және электр өткізгіштер болып бөлінеді.
--------------------------------------------------------------------------------
Полимерлердің жылу өткізгіштігі
Полимерлердің жылу өткізгіштігі нашар. Жылуөткізгіштік дегеніміз -- жылудың полимердің жылырақ бөлігінен суығырақ жеріне тасымалдануынан температураның теңесу процесі.
Құрылым буындары бірдей, бірақ ұзындықтары әр түрлі (яғни, полимерлену дәрежесі әр түрлі) макромолекулалар полимергомологтпар деп аталады.
Полимергомологтар қоспасындағы жеке полимердің таралу мөлшері полидисперстік дәрежесі деп аталады.
ЖМҚ екі түрлі -- қатты және сұйық күйде болады. Полимерлердің қасиеттері тұрақты болмайды, дегенмен маңызды еипаттаушы қасиеттеріне орташа молекулалық массасы, температураға әсері, беріктігі, еріткіштерге әсері, электрөткізгіштігі, т.б. жатады.[1]
Пайдаланылған әдебиеттер
1. Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 11-сыныбына арналған оқулық / Ә. Темірболатова, Н. Нұрахметов, Р. Жұмаділова, С. Әлімжанова. - Алматы: <<Мектеп>> баспасы, 2007. - 352 бет. ЫСБН 9965-36-092-8
Қосымша №3
Викториналық сұрақтар:
1. Тамақты сақтағанда қаптайтын арнайы түссіз полимер? (полиэтилен)
2. Қант салынған қапшықтар қандай материалдан жасалған?(полиметилакрилат)
3. Полиэтилен немесе полпропилен жанғанда бөлінетін улы зат қалай аталады? (фенолформальдегид).
4. Нанды арнайы полиэтиленге салып қойсақ, 2 күннен кейін неге көгеріп кетеді.? (полэтилен ауа , су т.б.өткізбейтінматериал)
5. Полимерлердің ең қарапайымы қалай аталады? (полиэтилен)
6. Полиэтиленді алу реакциясы қалай аталады? (полимерлену)