高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)

2023/1/111高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)照相時(shí)，我們的手、腳、頭等身體的各部位會(huì)擺放在不同的位置，就可造出人體的各種形態(tài)

對(duì)于微觀世界的高分子來說，由于主鏈中存在著許多的單鍵，單鍵上的電子云是軸對(duì)稱的，可以發(fā)生旋轉(zhuǎn)。高分子鏈發(fā)生繞單鍵旋轉(zhuǎn)時(shí)，也會(huì)使高分子在空間形成各種形態(tài)。分子中原子或基團(tuán)繞單鍵的旋轉(zhuǎn)通常稱作分子的內(nèi)旋。內(nèi)旋可改變分子內(nèi)原子或基團(tuán)的空間排布，形成不同的空間異構(gòu)體，這種通過內(nèi)旋形成的原子或基團(tuán)的空間排布稱作分子的構(gòu)象。順式構(gòu)象反式構(gòu)象右旁式構(gòu)象左旁式構(gòu)象二氯乙烷C-C鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)空間的幾種構(gòu)象二氯乙烷2023/1/116單鍵的旋轉(zhuǎn)并不是自由的，當(dāng)碳鍵上的原子或基團(tuán)充分接近時(shí)，原子的外層電子將產(chǎn)生排斥力，單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)受到阻礙，需消耗一定的能量。2023/1/117順式構(gòu)象中的氯原子距離最近，分子的勢(shì)能最高，因而是最不穩(wěn)定的構(gòu)象；反式構(gòu)象中的氯原子距離最遠(yuǎn)，分子的勢(shì)能最低，是最穩(wěn)定的構(gòu)象。高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)高分子鏈中碳-碳單鍵多，內(nèi)旋轉(zhuǎn)復(fù)雜，構(gòu)象也多。分子結(jié)構(gòu)不同，內(nèi)旋位壘也不同。位壘越低，越容易內(nèi)旋轉(zhuǎn)。順式構(gòu)象與反式構(gòu)象之間的勢(shì)能差稱為位壘。位壘2023/1/1110

若鍵角不變且每個(gè)鍵都能繞前一個(gè)鍵旋轉(zhuǎn)，結(jié)果使高分子鏈易卷曲，具有柔軟性，微觀上為一無規(guī)線團(tuán)。2023/1/1111

絕對(duì)柔性鏈?zhǔn)侵竼蝹€(gè)高分子鏈上沒有任何取代基的阻礙，構(gòu)象間勢(shì)能差很小，內(nèi)旋轉(zhuǎn)完全自由（內(nèi)旋角角為任意值），這時(shí)一個(gè)鏈節(jié)就是一個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，最后形成無規(guī)線團(tuán)。

根據(jù)高分子鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)情況，高分子鏈可以分為三種：絕對(duì)柔性鏈、絕對(duì)剛性鏈和實(shí)際高分子鏈。2023/1/1112絕對(duì)剛性鏈?zhǔn)侵父叻肿渔溕熘背射忼X狀，保持一定鍵角，內(nèi)旋轉(zhuǎn)不能表現(xiàn)出來，這時(shí)整個(gè)高分子鏈為一個(gè)運(yùn)動(dòng)單元。

實(shí)際的高分子鏈介于柔性和剛性高分子之間，取代基、非鍵合原子或原子團(tuán)接近時(shí)有阻礙作用，故有一定的柔性，呈一定的卷曲性，其運(yùn)動(dòng)單元是由若干個(gè)鏈節(jié)組成的鏈段，即鏈節(jié)分組運(yùn)動(dòng)。

鏈段是由于分子內(nèi)旋受阻而在高分子鏈中能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的單元長(zhǎng)度。在相同的溫度下鏈段越短，則高分子鏈的柔性越大；鏈段越長(zhǎng)，則高分子鏈的柔性越小。

高分子鏈可以繞C-C單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)會(huì)使高分子具有很多構(gòu)象，以及柔性，但由于高分子中的取代基、非鍵合原子或原子團(tuán)的阻礙作用，有位壘的存在，內(nèi)旋轉(zhuǎn)不完全自由。高分子不完全自由的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使其有一定的柔性，呈一定的卷曲性，分子運(yùn)動(dòng)是以鏈段分組運(yùn)動(dòng)。