Номер 7, страница 61 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Каково строение натурального каучука?

7. Натуральный каучук представляет собой природный высокомолекулярный полимер, эластомер.

Основу строения натурального каучука составляют длинные макромолекулы, построенные из повторяющихся мономерных звеньев. Мономером натурального каучука является изопрен (2-метилбутадиен-1,3), углеводород с химической формулой $C_5H_8$.

Молекулы изопрена соединяются друг с другом в процессе полимеризации, образуя полимер — полиизопрен. Уравнение реакции полимеризации в общем виде:

$n \, CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2 \rightarrow (-CH_2-C(CH_3)=CH-CH_2-)_n$

где $\text{n}$ — степень полимеризации, которая для натурального каучука составляет от 1000 до 3000 и более.

Ключевой особенностью строения натурального каучука является его стереорегулярность. Почти все (98–100%) мономерные звенья в цепи полимера соединены в цис-1,4-положении. Это означает, что фрагменты полимерной цепи (группы $-CH_2-$) находятся по одну сторону от двойной связи в каждом звене. Такое пространственное строение приводит к тому, что макромолекулы имеют нелинейную, скрученную в клубок форму в свободном состоянии.

Именно эта цис-конфигурация и свернутая форма макромолекул обусловливают главное свойство натурального каучука — высокую эластичность. При приложении внешней силы (растяжении) молекулярные клубки распутываются и вытягиваются, а после снятия нагрузки макромолекулы благодаря тепловому движению возвращаются в исходное скрученное, наиболее вероятное состояние.

Для сравнения, транс-1,4-полиизопрен (гуттаперча) имеет более прямолинейные макромолекулы, которые плотно упаковываются, образуя кристаллическую структуру. Поэтому гуттаперча является твердым и неэластичным материалом.

Ответ: Натуральный каучук — это стереорегулярный природный полимер, макромолекулы которого состоят из остатков молекул изопрена ($C_5H_8$), соединенных в длинные цепи преимущественно в цис-1,4-положении. Общая формула полимера — $(-C_5H_8-)_n$. Именно цис-конфигурация полимерных цепей придает им скрученную форму и обусловливает высокую эластичность материала.