分子量以万计的大分子

高分子的概念在二三十年代很难被人接受,因为当时有错误的“胶体” 概念先入为主,进行了错误的导向。在今天,凡是了解化学的人都会认为高分子的观念是顺理成章、理所当然的。下面,让我再对朋友们作一些简单介绍。

为了度量原子和分子的质量,人们规定用一个碳 12 原子质量的十二分之一作原子质量的单位,把一个分子里各个原子质量加起来,就是分子量。比

如,氢的原子量是 1,一个氢分子由两个氧组成,氢分子的分子量就是 2。氧原子的质量是 16,一个氧分子的分子量是 32。一般的有机物分子量在从几十到几百的范围内。但淀粉、蛋白质这类天然有机物的分子量都很大,都要以万计,有的甚至高达数百万。我们经常见到的尼龙、聚乙烯塑料这样一些物质,它们的分子量也在几万到十几万。

当物质分子量增大到一定数量时,物质性质就发生质的变化。石蜡就是一个例子,石蜡和聚乙烯在化学结构上是相向的,差别在于石蜡的分子量很小,只有几百,而聚乙烯分子量在几万甚至几十万。石蜡的强度低,经不起拉力和冲击,而聚乙烯强度高,可以做成各种器具,吹制成塑料袋;石蜡如果浇成薄片,一掰就会碎。石蜡的分子也会排列成结晶甚至排列的方式都和聚乙烯差不多。石蜡的结晶在五六十度就熔化了,而聚乙烯的结晶熔点在 130

℃左右。当聚乙烯分子量达到一千多的时候,也是一种蜡状物。只有当分子量增加到一万多的时候,在性质上才会产生突变,成为高强度、高熔点,能作材料使用的物质。

高分子分子量达到几万以上时,它的长度是粗细的几万倍,正像一根头发那样粗的钢丝,如果长度达几十米,即使钢丝再硬,也会卷曲起来,很难保持挺直的状态。要把一堆卷成团,缠在一起的钢丝无论是拉断还是折断, 或者撕扯开都是很困难的。而且,在分子间存在相互吸引的力,对小分子而言,这种力是很微弱的;一个高分子是由上千个小分子组成的,高分子间的作用力也就增加了上千倍。因此,每种高分子都得达到一定的分子量才会表现出高分子性质,与小分子、低分子产生根本的区别,这个分子量叫做临界分子量。

小分子如果在两端有活性基因,彼此拉起手来;或者有双键、三键,打开一个双键,跟别的分子联结起来,就能形成较大的分子。小分子被彼此连结起来形成大的分子的过程叫聚合。