Номер 9, страница 50 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

9. Объясните, почему химические свойства полиэтилена отличаются от свойств этилена.

Химические свойства полиэтилена и этилена кардинально различаются из-за их разного молекулярного строения, в частности, из-за типа химических связей между атомами углерода.

Этилен (этен) с химической формулой $C_2H_4$ является мономером и относится к классу непредельных углеводородов — алкенов. Его структурная формула $CH_2=CH_2$. Ключевой особенностью строения молекулы этилена является наличие двойной связи между атомами углерода ($C=C$). Эта двойная связь состоит из одной прочной σ-связи и одной менее прочной π-связи. Наличие π-связи, электроны которой более подвижны и доступны для атаки реагентов, определяет высокую химическую активность этилена. Для этилена характерны реакции присоединения (гидрирование, галогенирование, гидратация, гидрогалогенирование), в ходе которых π-связь разрывается. Также этилен легко вступает в реакции окисления (например, обесцвечивает раствор перманганата калия) и полимеризации.

Полиэтилен — это высокомолекулярное соединение (полимер), которое образуется в результате реакции полимеризации этилена. Уравнение этой реакции можно записать так:

$n CH_2=CH_2 \xrightarrow{t, P, кат.} (-CH_2-CH_2-)_n$

В ходе полимеризации π-связь в каждой молекуле этилена разрывается, и за счет свободных валентностей мономеры соединяются друг с другом в длинную полимерную цепь. В результате молекула полиэтилена состоит из повторяющихся звеньев $-CH_2-CH_2-$, соединенных между собой только простыми (одинарными) σ-связями. Двойные связи в основной цепи полиэтилена отсутствуют. По своему строению полиэтилен является предельным (насыщенным) углеводородом, аналогом алканов с очень длинной цепью. Поэтому он, в отличие от этилена, химически инертен: не вступает в реакции присоединения и не обесцвечивает раствор перманганата калия. Полиэтилен устойчив к действию кислот, щелочей и большинства растворителей. Его химические свойства (например, способность к реакциям замещения при жестких условиях) схожи со свойствами предельных углеводородов.

Таким образом, основное различие в химических свойствах заключается в том, что этилен — непредельное соединение с реакционноспособной двойной связью, а полиэтилен — предельное соединение, состоящее только из прочных одинарных связей, что и обуславливает его химическую инертность.

Ответ: Химические свойства полиэтилена отличаются от свойств этилена, потому что в процессе полимеризации этилена ($CH_2=CH_2$) происходит разрыв двойной углерод-углеродной связи, которая определяет его высокую химическую активность (склонность к реакциям присоединения). В результате образуется полиэтилен ($(-CH_2-CH_2-)_n$), макромолекулы которого состоят только из прочных одинарных (сигма-) связей, что делает его химически инертным, подобно предельным углеводородам (алканам).