Хімія високомолекулярних сполук
Головні відмінності полімерів від низькомолекулярних речовин.
1. Мономер, олігомер, полімер - сучасне визначення. Місце полімерної хімії серед природничих наук. Полімерна хімія чи хімія високомолекулярних сполук? Класифікація полімерів за хімічною будовою та функціональним призначенням. Раціональна номенклатура полімерів та номенклатура IUPAC.
2. Ланцюгові та ступінчасті реакції синтезу полімерів - полімеризація та поліконденсація. Ступінь полімеризації. Середньочислова, середньомасова, середньов"язкісна та Z-середня молекулярні маси. Способи їх визначення. Коефіцієнт полідисперсності. Молекулярно-масовий розподіл у синтетичних полімерах.
3. Реакція полімеризації. Принципові відміни полімеризаційного синтезу полімерів від органічного синтезу низькомолекулярних сполук. Полімеризація ненасичених мономерів. Три стани трьохвалентного вуглецю - активні центри радикальної та йонної полімеризації. Реакції ініціювання, росту, обриву та передачі ланцюга. Вплив швидкостей цих реакцій на молекулярну масу полімеру. Способи проведення полімеризації у масі, розчині, суспензії, емульсії, твердій та газовій фазі.
4. Радикальна полімеризація. Будова та реакційна здатність радикалів. Кінетична та термодинамічна стабільність радикалів. Способи генерації радикалів та їх використання у ініціюванні полімеризації. Методи дослідження вільних радикалів високої активності. Будова мономерів та їх здатність до радикальної полімеризації: принципи "активний мономер - неактивний радикал" та "активний радикал - неактивний мономер". Реакція ініціювання. Термічне ініціювання у присутності та відсутності ініціаторів. Типи ініціаторів. Ефективність ініціювання та її визначення. Ефект "клітки" Рабіновича-Франка. Ініціювання у присутності окисно-відновних систем. Фотоініціювання. Радіаційне ініціювання та ініціювання плазмою. Реакція росту ланцюга. Обрив ланцюга рекомбінацією та диспропорціюванням. Реакції передачі ланцюга на ініціатор, мономер, розчинник, полімер. Принцип Боденштейна-Нернста для ланцюгових процесів. Квазістаціонарний стан. Кінетика радикальної полімеризації при низьких стадіях перетворення. Середня довжина кінетичного ланцюга та способи її визначення. Середній час "життя" кінетичного ланцюга. Залежність ступеня полімеризації від швидкостей ініціювання, росту, обриву та передачі ланцюга. Регулятори та інгібітори. Радикальна полімеризація на глибоких стадіях перетворення. Гель-ефект. Вплив температури і тиску на радикальну полімеризацію. Радикальна теломеризація. Енергії активації реакцій ініціювання, росту, обриву та передачі ланцюга. Молекулярно-масовий розподіл у радикальній полімеризації. Розподіл Флорі. Необхідна послідовність дій для одержання полімеру потрібної молекулярної маси.
|
|
|
|
|
|
5. Кополімеризація. Кінетична схема бінарної кополімеризації. Диференційне рівняння "миттєвого" складу кополімеру Майо-Льюїса. Відносні константи кополімеризації та методи їх розрахунку. Графічні залежності складу кополімеру від концентрації мономерів. Ідеальна та альтернантна кополімеризація. Точка азеотропу. Терполімеризація. Рівняння "миттєвого" складу та відносні константи терполімеризації. Кополімеризація при глибоких ступенях перетворення. Середній склад кополімеру. Q - e схема Алфрея-Прайса. Кополімеризація як метод установлення відносної реакційної здатності мономерів. Статистичні та регулярні кополімери. Блок-кополімери. Щеплені кополімери.
6. Виробництво полімерів методом радикальної полімеризації. Поліетилен високого тиску. Полістирол блоковий та суспензійний. Пінополістирол. Ударотривкий полістирол. Бутадієн-стирольний каучук. АБС-кополімери. Вплив складу на їх властивості. Полівінілхлорид. Вініпласт та пластикат. Фторопласти. Особливості переробки. Поліметилметакрилат. Полівінілацетат. Полівініловий спирт. Полівінілацеталі. Поліакриламід. Поліакриламідні гелі.
|
|
|
7. Йонна полімеризація вінільних мономерів. Головні відміни йонної полімеризації від радикальної. Активні центри йонної полімеризації. Контактні та розділені йонні пари. Вільні йони. Роботи Шварца. Особливості кінетики йонної полімеризації. Безобривні процеси. Йонна полімеризація при швидкому та повільному ініціюванні. Аніонна полімеризація. Карбаніони - спряжені основи С-Н-кислот, їх активність і будова; методи дослідження та синтезу. Ініціювання аніонної полімеризації: кислотно-основне та за реакцією одноелектронного переносу. Аніон-радикали. Будова та здатність мономерів до аніонної полімеризації. Аніонна полімеризація неполярних мономерів у неполярних середовищах. Безобривні процеси та "живі" полімери. Аніонна полімеризація у полярних розчинниках. Кінетика аніонної полімеризації на йонних парах та вільних йонах. Особливості аніонної полімеризації полярних мономерів. Стереорегулювання у аніонній полімеризації. Стереорегулярний каучук. Синтези з допомогою "живих" полімерів.
|
|
|
8. Катіонна полімеризація вінільних мономерів. Будова, активність та методи синтезу карбкатіонів. Проблеми співініціювання та співініціаторів. Ініціювання катіонної полімеризації: кислотно- основне та з допомогою реакції одноелектронного переносу. Будова і активність мономерів у катіонній полімеризації. Катіонна полімеризація олефінів та стиролу. Реакції росту у катіонній полімеризації. Реакції обмеження росту ланцюга у катіонній полімеризації. Катіонна полімеризація з кінетичним обривом. Кінетика катіонної полімеризації та залежність молекулярної маси полімерів від швидкостей реакцій ініціювання, росту, передачі та обриву ланцюга.
9. Координаційно-йонна полімеризація. Полімеризація олефінів на гомогенних та гетерогенних каталізаторах Циглера-Натта. Механізм процесу та стереорегулювання. Полімеризація дієнів на p-алільних комплексах перехідних металів. Проблеми координаційної полімеризації полярних мономерів.
10. Промислове виробництво полімерів методами йонної та координаційно-йонної полімеризації. Поліетилен низького тиску. Стереорегулярний поліпропілен. Стереорегулярні каучуки. Бутилкаучук. Полиформальдегід. Полімери на основі епоксидних мономерів.
11. Поліконденсація - ступінчаста реакція синтезу полімерів. Оцінка механізму процесу утворення полімеру за способом побудови полімерного ланцюга. Мономери для поліконденсації. Функціональність мономерів. Гомополіконденсація, гетерополіконденсація та співполіконденсація. Залежність ступеню полімеризації від конверсії. Рівняння Карозерса. Вплив нееквівалентності взаємодіючих функціональних груп на довжину полімерного ланцюга при поліконденсації. Молекулярно-масовий розподіл та кінетика поліконденсації. Проведення поліконденсації у розплаві, розчині, емульсії та твердій фазі. Рівноважна та нерівноважна поліконденсація, міжфазна поліконденсація.
12. Промислове виробництво поліконденсаційних полімерів. Фенолоформальдегідні смоли, резоли та новолаки. Сечовино- та меламіноформальдегідні смоли. Поліестери. Лавсан. Поліаміди. Найлон-66. Поліуретани. Полікарбонати. Полііміди.
13. Біополімери. Полісахариди: крохмаль, амілоза, амілопектин, глікоген, целюлоза. Способи переробки целюлози. Віскоза. Ацетат целюлози. Нітроцелюлоза. Білки. Нуклеїнові кислоти - найбільш високомолекулярні існуючі сполуки.
Хімія і фізхімія ВМС
1. Поясніть різницю хімії кабкатіонів, карбаніонів та радикалів.
2. Як відбувається аніонна полімеризація неполярних мономерів у неполярних розчинниках?
3. Наведіть приклади використання рівняння Карозерса при поліконденсації.
4. Наведіть приклади йонної полімеризації мономерів з кратними гетезв’зками.
5. Як впливає еквімольність функціональних груп на молекулярну масу поліконденсаційних полімерів?
6. Як за відомими значеннями параметрів Q та е для двох комономерів побудувати графік „миттєвого складу” їх кополімеру?
7. Наведіть приклади безобривних процесів катонної полімеризації.
1. Механічні моделі тіл Гука, Ньютона та Кельвіна-Фойгта. Реограми в координатах деформація- час.
2. Загальна механічна модель розвитку деформації полімерного тіла в часі. Реологічне рівняння. Реограма.
3. Механізм руйнування структури полімеру у в’язко-текучому стані. Енергія активації руйнування.
4. Термодинамічний критерій розчинення полімерів. Ідеальна ентропія змішування.
5. Теорія розчинів полімерів Флорі-Хагінса.
6. Фазові рівноваги в системі полімер - розчинник.
- Концентраційна залежність в’язкості розчину полімеру з жорсткими макромолекулами.
Література:
1. Каргин В.А., Слонимський Г.Л. Краткие очерки по физикохимии полимеров. –М.: Химия, 1967.-331стр.
2. Джейл Ф.Х. Полимерные монокристаллы.-М.: Химия, 1968.-552стр.
3. Манделькерн Л. Кристаллизация полимеров.-М.: Химия, 1966.-333стр.
4. Гуль В.Е., Кулезнёв В.Н. Структура и механические свойства полимеров.-М.: Высшая школа., 1972.-313стр.
5. Соломко В.П. Модификация структуры и свойств кристаллизующихся полимеров // Химия и технология высокомолекулярных соединених.-Л.: 1975.-Т.7.-С. 115-166.
6. Нижник В.В., Соломко В.П. Пластифицированные кристаллизирующиеся термопласты//Химия и технология высокомолекулярных соединений.- М.: 1977.-Т.2.-С.211-256.
7. Уббелоде А. Плавление и кристаллическая структура.- М.: Мир. 1969.-413стр.
8. Папков С. П. Равновесие фаз в системе полимер-растворитель-.М.: Химия,1981.- 272с.
9. Козлов П.В., Панков С.П. Физико-химические основы пластификации полимеров.-М.: Химия,1982.-224с.
10. Аскадский А.А. Деформация полимеров.-М.: Химия,1973.-356с.
11. Вундерлах Б. Физика макромолекул.-М.: Мир, 1979.-Т.2.-574с.
12. Марихин В.А., Мясников Л.П. Надмолекулярная структура полимеров .-Л.: Химия,1977.-240с.
13. Каргин В.А. Структура и механические свойства полимеров. Избранные труды. М.: Наука,1979.-450с.
14. Липатов Ю.С. Физическая наполненных полимеров. М.: Химия,1977.-304с.
15. Многокомпонентные полимерные системы. Под ред. Р.Ф. Голда, Химия,1974.-328с.
16. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.:Химия, 1974.-391с.
17. Нильсон Л.Н. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. М.:Химия, 1978.-310с.
18. Брацихин Е.А. Технология пластических масс. Госиздат.-Л.: 1963.-400с.
19. Промышленные полимерные композиционные материалы. Под ред. М. Ридарсона, М.: Химия, 1980.-472с.
20. Гетьманчук Ю.П. Полiмерна xiмiя. (ч. 1. Радикальна полiмеризaцiя).-К., 1999.
21. Z. FlOljanczyk i S. Penczek. СЬешiа polimerow t. 1-3. Warszawa. 1995-1997.
22. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения.- М., 1992.
23. Оудиан Дж. Основы химии полимеров. - М., 1974.
24. Ерусалимский Б.Л. Процессы ионной полимеризации.- Л., 1974.
25. Зильберман Е.Н. Примеры и задачи по химии высокомолекулярных соединений. - М., 1984.
26. Кеннеди Дж. Катионная полимеризация. - М., 1978.
27. Соколов Л.Б. Основы синтеза полимеров методом поликоцденсации. -М., 1979.
28. Энциклопедия полимеров т. 1-3. -К., 1973-1975.
Кристалохімія
1. Елементи симетрії: вісь, центр, площина.
2. Точкові групи симетрії. Символи Шенфліса.
3. Елементи симетрії нескінченних фігур.
4. Трансляційні групи симетрії. Ґратки Браве. Правила Браве. Категорії та сингонії/
5. Індекси площин просторової ґратки.
6. Щільні упаковки.
7. Студенти повинні вміти: визначати точкові групи симетрії за Шенфлісом молекул (йонів) та моделей кристалічних багатогранників. Встановлювати сингонію та тип комірки Браве, індексувати (за Мілером) площини у моделях кристалічних граток.
Література:
1. Шевченко Л. Л. Кристалохімія. Підручник. – К.: Вища школа, 1993.
2. Шевченко Л. Л. Кристалохімія. Практикум. – К.: Вища школа, 1981.
3. Шаскольськая М. П. Кристаллография. – М.: Высшая школа, 1976.
Квантова хімія
1. Розв’язок рівняння Шредінгера для частинки у потенціальній комірці.
2. Атом гідрогену: енергетичні стани, кутові і радіальні частини атомних орбіталей, спін електрона.
3. Електронна конфігурація багатоелектронних атомів. Терми в атомах. Періодична система елементів.
4. Енергія іонізації, спорідненість до електрона, електронегативність багатоелектронних атомів.
5. Ковалентний зв’язок у молекулі водню. Метод валентних зв’язків (ВЗ). Полярні молекули в методі ВЗ.
6. Метод молекулярних орбіталей (МО). Гомо- і гетероядерні двохатомні молекули в методі МО.
7. Багатоатомні молекули з локалізованими зв’язками. Валентність. Гібридні орбіталі. Просторова будова молекул простих і координаційних сполук.
8. Вчення про симетрію. МО в молекулах АВn. Еквівалентні орбіталі.
9. Молекули з делокалізованими зв’язками. Властивості спряжених та ароматичних сполук. Метод МО Гюккеля.
10. Властивості координаційних сполук d-металів з позицій теорії кристалічного поля.
11. Властивості координаційних сполук d-металів з позицій теорії поля лігандів.
Література:
Яцимирський К.Б., Яцимирський В.К. Хімічний зв’язок. – К., Вища школа, 1993.
1. Козман У. Введение в квантовую химию. М. : Изд-во иностр. лит.,1960.
2. Коулсон Ч. Валентность. М. : Мир, 1965.
3. Маррел Дж., Кеттл С, Теддер Дж. Химическая связь. М. : Мир,1980.
Фізичні методи дослідження
1. Фізичні явища, що лежать в основі ЯМР. Основні принципи методу. Блок-схема ЯМР спектрометра. Поняття про Фур’є ЯМР-спектроскопію. Технічні аспекти зйомки спектрів ЯМР.
2. Хімічний зсув сигналів ЯМР: зв’язок з будовою хімічних сполук. Спін-спінова взаємодія: її прояв в спектрах ЯМР, використання.
3. Основні параметри спектрів 1Н-ЯМР. Спектроскопія ЯМР на ядрах 13С. Порівняння з 1Н-ЯМР-спектроскопією.
4. Спеціальні методики в ЯМР. Декаплінг. Ядерний ефект Оверхаузера.
5. Мультиядерний ЯМР. Динамічні ефекти в ЯМР.
6. Двовимірні методики в ЯМР. Типи двовимірних спектрів.
7. Коливальна спектроскопія – метод дослідження хімічних сполук. Спектрофотометри. Методика одержання спектрів твердих, рідких і газуватих речовин. Умови для виникнення ІЧ-спектра молекули.
8. Поняття теорії коливальних спектрів. Коливання двохатомних молекул. Силова стала. Її фізичне тлумачення. Коливання багатоатомних молекул.
9. Спектри комбінаційного розсіювання (СКР).
10. Поглинання алканів, алкенів, алкінів, алкадієнів, ароматичних сполук.
11. Поглинання оксигенвмісних сполук: спиртів та фенолів. Поглинання альдегідів, кетонів, карбонових кислот.
12. Поглинання нітрогенвмісних сполук: аліфатичних та ароматичних амінів, нітрилів, нітросполук.Поглинання амідів карбонових кислот, амінокислот та пептидів.
13. Суть методу ЕПР. Основні параметри спектрів ЕПР.. Спектри ЕПР органічних радикалів і комплексів металів у розчинах.
14. Анізотропія спектрів ЕПР. Спектри ЕПР координаційних сполук у заморожених розчинах.
15. Основні поняття та принципи електронної спектроскопії. Фізична природа забарвлення речовини.
16. Спектри поглинання та випромінювання. Електронні спектри основних класів органічних сполук.
17. Сольватохромія. Хромофори та ауксохроми. Залежність між кольором та будовою сполуки. Батохромний та гіпсохромний зсув.
18. Ціанінові барвники. Видатні наукові школи з теорії інтерпретації їх будови та спектрів поглинання.
Література:
1. Драго Р. Физические методы в химии: в 2 т. – М.: Мир, 1981.
2. Гюнтер Х. Введение в курс спектроскопии ЯМР. М., 1984, 480 с.
3. Корнілов М.Ю., Кутров Г.П. Ядерный магнитный резонанс в химии. Киев, 1985, 200 с.
4. Вертц Дж., Болтон Дж. Теория и практические приложения метода ЭПР. М.: Мир. - 1975.
5. Бартлоп Дж., Койл Дж. Возбужденные состояния в органической химии - М.: Мир, 1978. – 446 с.
6. Киприанов А.И. Введение в электронную теорию органических соединений. - Киев: Наукова думка, 1975. – 190 с.
7. Свердлова О. В. Электронные спектры в органической химии. - Л.: Химия, 1985. – 248 с.
Загальна стереохімія
1. Предмет стереохімії. Конфігураційні символи. Конституція, конфігурація та конформація.
2. Енантіомерія з центральною хіральністю. Чотирикоординовані центри хіральності. Трикоординовані центри хіральності. Хіральні центри з вищими координаційними числами (5, 6). Енантіомерія з аксіальною хіральністю. Енантіомерія з планарною хіральністю, спіральність.
3. Діастереомерія.
4. Методи встановлення конфігурації хіральної молекули.
5. Стереоселективний синтез.
6. Конформаційний аналіз.
7. Стереохімічні проблеми високомолекулярних сполук.
Література:
1. Ковтуненко В.О. , Загальна стереохімія, Київ, 2005, „Кондор”, с.365.
2. Потапов В.М.,Стереохимия.-М-1978,"Химия",с.446.
3. Ногради М.,Стереохимия.-М-1986,"Мир",с.384.
Основи екології
1. Хімічне забруднення атмосфери і заходи по його зменшенню.
2. Хімічні та фізико-хімічні методи очищення промислових стічних вод.
3. Види твердих відходів, способи їх переробки.
4. Вплив концентрації «парникових» газів в атмосфері на клімат.
5. Екологізація промислового виробництва. Приклади комплексної переробки природної сировини, енергозбереження, використання відходів і побічних продуктів.
Література:
1. Г. О. Білявський, М. М. Падун, Р. С. Фурдуй. Основи загальної екології. – К.: Либідь, 1993. – 304 с.
2. Г. О. Білявський, Р. С. Фурдуй, І. Ю. Костіков. Основи екологічних знань. Пробний підручник для середніх загальноосвітніх закладів. – К.: Либідь, 2000. – 336 с.
3. И. Г. Зубилин, Ю .В. Холин, В. К. Юшко. Научные основы охраны природы и рациональное природопользование. Учебное пособие. – Харьков: Фолио, 1999. – 170 с.
4. А. А. Опаловский. Планета Земля глазами химика. – М.: Наука, 1990. – 224 с.
5. И. П. Чернобаев. Химия окружающей среды. – К.: Вища школа, 1990. – 191 с.
Хімія мічених атомів
1. Закон постійності ізотопного складу та відхилення від нього.
2. Ізотопні ефекти: кінетичні, макрофізичні, фізико-хімічні та оптичні.
3. Методи концентрування та розділення стабільних ізотопів.
4. Радіоактивність. Основні типи радіоактивного розпаду.
5. Класифікації ядерних реакцій.
Література:
1. Фиалков Ю.Я. Применение изотопов в химии и химической промышленности. – К.»Техника» 1975, 239 с.
2. Тютюнник Ю.Г. Яновська Е.С. Екологічна радіо геохімія. К.: ВПЦ «Київський університет», 2004. 186 с.
Декан хімічного факультету Воловенко Ю.М.
Затверджено на засіданні Вченої ради хімічного факультету, протокол №6 від 27.01.2011 р.
Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 609; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!