Задача: Из предложенного перечня выберите все вещества, которые вступают в реакцию полимеризации.
Предложенные вещества:
- бензол
- стирол
- изопрен
- пропен
- изобутан
Решение:
Для начала вспомним, что такое реакция полимеризации. Полимеризация — это процесс образования высокомолекулярного соединения (полимера) путём последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) друг к другу. Для того чтобы вещество могло полимеризоваться, оно должно содержать кратные связи (двойные или тройные) или циклические структуры, которые могут раскрываться.
Рассмотрим каждое из предложенных веществ:
1. Бензол (\(C_6H_6\))
- Бензол — это ароматический углеводород. Его молекула содержит циклическую систему из шести атомов углерода с делокализованными \(\pi\)-электронами. Хотя в его структуре есть двойные связи, они являются частью ароматической системы и очень стабильны. Бензол не вступает в реакции полимеризации в обычных условиях. Он может вступать в реакции поликонденсации с другими веществами, но не в прямую полимеризацию самого себя.
Таким образом, бензол не подходит.
2. Стирол (\(C_6H_5-CH=CH_2\))
- Стирол (винилбензол) — это непредельный ароматический углеводород. Он содержит двойную связь в боковой цепи. Эта двойная связь легко раскрывается, позволяя молекулам стирола присоединяться друг к другу, образуя полистирол. \[n(C_6H_5-CH=CH_2) \rightarrow (-CH(C_6H_5)-CH_2-)_n\]
Таким образом, стирол подходит.
3. Изопрен (\(CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2\))
- Изопрен (2-метилбута-1,3-диен) — это непредельный углеводород, диен, содержащий две двойные связи. Он является мономером для получения натурального каучука и синтетических каучуков. Двойные связи изопрена легко вступают в реакции полимеризации. \[n(CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2) \rightarrow (-CH_2-C(CH_3)=CH-CH_2-)_n\]
Таким образом, изопрен подходит.
4. Пропен (\(CH_2=CH-CH_3\))
- Пропен (пропилен) — это алкен, непредельный углеводород, содержащий одну двойную связь. Двойная связь пропена легко раскрывается, позволяя молекулам пропена присоединяться друг к другу, образуя полипропилен. \[n(CH_2=CH-CH_3) \rightarrow (-CH_2-CH(CH_3)-)_n\]
Таким образом, пропен подходит.
5. Изобутан (\(CH_3-CH(CH_3)-CH_3\))
- Изобутан (2-метилпропан) — это алкан, предельный углеводород. В его молекуле нет кратных связей или циклических структур, которые могли бы раскрываться для образования полимера. Алкены не вступают в реакции полимеризации.
Таким образом, изобутан не подходит.
Вывод: Вещества, которые вступают в реакцию полимеризации, это:
- стирол
- изопрен
- пропен