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高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)の特徴(とくちょう)と重合(じゅうごう)

カメレオン先生付加重合(ふかじゅうごう)は二重(にじゅう)結合(けつごう)がそのまま開(ひら)いてつながり、縮合重合(しゅくごうじゅうごう)は水(みず)などの小(ちい)さな分子(ぶんし)が出(で)ながらつながる。見分(みわ)け方(かた)を図(ず)でつかもう。

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  1. 小(ちい)さな分子(ぶんし)(新しいタブで開きます)(単量体(たんりょうたい))が次々(つぎつぎ)に結合(けつごう)してできる大(おお)きな分子(ぶんし)を高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)といい、つながった数(かず)を重合度(じゅうごうど)という。
  2. 二重(にじゅう)結合(けつごう)が開(ひら)いて次々(つぎつぎ)つながる重合(じゅうごう)を付加重合(ふかじゅうごう)、小(ちい)さな分子(ぶんし)が取(と)れながら結合(けつごう)する重合(じゅうごう)を縮合重合(しゅくごうじゅうごう)という。
  3. 高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)の平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)(新しいタブで開きます)は、単量体(たんりょうたい)の分子(ぶんし)量(りょう)に重合度(じゅうごうど)を掛(か)けて求(もと)められる。

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詳しく

高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)とは何(なに)か

分子(ぶんし)量(りょう)がおよそ1万(まん)以上(いじょう)の、小(ちい)さな分子(ぶんし)がくり返(かえ)しつながった大(おお)きな分子(ぶんし)を高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)という。くり返(かえ)しの最小(さいしょう)単位(たんい)となる小(ちい)さな分子(ぶんし)を単量体(たんりょうたい)(モノマー)、単量体(たんりょうたい)が結合(けつごう)してできた高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)を重合体(じゅうごうたい)(ポリマー)という。

単量体(たんりょうたい)が多数(たすう)結合(けつごう)して高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)ができる反応(はんのう)を重合(じゅうごう)といい、単量体(たんりょうたい)が何個(なんこ)つながったかを示(しめ)す数(かず)を重合度(じゅうごうど)という。重合度(じゅうごうど)をnとすると、高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)の平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)は単量体(たんりょうたい)の分子(ぶんし)量(りょう)にnを掛(か)けた値(あたい)になる。

天然(てんねん)に存在(そんざい)する高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)(デンプン・タンパク質(しつ)・天然(てんねん)ゴムなど)を天然(てんねん)高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)、人工(じんこう)的(てき)に合成(ごうせい)した高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)(ナイロン・ポリエチレン(新しいタブで開きます)など)を合成(ごうせい)高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)という。

単量体から重合体へAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

付加重合(ふかじゅうごう)と縮合重合(しゅくごうじゅうごう)の例(れい)

エチレンCH₂=CH₂のように二重(にじゅう)結合(けつごう)をもつ単量体(たんりょうたい)は、二重(にじゅう)結合(けつごう)が開(ひら)いて次々(つぎつぎ)に結合(けつごう)し、ポリエチレンという高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)になる。このように二重(にじゅう)結合(けつごう)が開(ひら)いて結合(けつごう)する重合(じゅうごう)を付加重合(ふかじゅうごう)という。

エチレングリコールとテレフタル酸(さん)は、それぞれがもつヒドロキシ基(き)とカルボキシ基(き)が反応(はんのう)して水(みず)を生(しょう)じながら結合(けつごう)し、ポリエチレンテレフタラート(PET)になる。このように小(ちい)さな分子(ぶんし)が取(と)れながら結合(けつごう)する重合(じゅうごう)を縮合重合(しゅくごうじゅうごう)という。

重合度(じゅうごうど)1000・単量体(たんりょうたい)の分子(ぶんし)量(りょう)28のポリエチレンの平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)は、28×1000=28000と求(もと)められる。重合度(じゅうごうど)が大(おお)きいほど平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)は大(おお)きくなる。

付加重合と縮合重合Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

付加重合(ふかじゅうごう)と縮合重合(しゅくごうじゅうごう)を見分(みわ)ける理由(りゆう)

付加重合(ふかじゅうごう)では単量体(たんりょうたい)がそのまま結合(けつごう)するため、生成物(せいせいぶつ)(新しいタブで開きます)の組成(そせい)は単量体(たんりょうたい)の組成(そせい)と変(か)わらない。これは単量体(たんりょうたい)が二重(にじゅう)結合(けつごう)などの不(ふ)飽和(ほうわ)結合(けつごう)をもち、結合(けつごう)がそのまま開(ひら)いて新(あたら)しい結合(けつごう)をつくれるためである。

縮合重合(しゅくごうじゅうごう)では単量体(たんりょうたい)どうしがヒドロキシ基(き)とカルボキシ基(き)、アミノ基(き)とカルボキシ基(き)のように異(こと)なる官能(かんのう)基(き)の組(くみ)をもち、官能(かんのう)基(き)どうしが反応(はんのう)するたびに水(みず)などの小(ちい)さな分子(ぶんし)が1つ取(と)れる。そのため生成物(せいせいぶつ)の質量(しつりょう)は単量体(たんりょうたい)の質量(しつりょう)の合計(ごうけい)より小(ちい)さくなる。

見分(みわ)けるときは、単量体(たんりょうたい)に二重(にじゅう)結合(けつごう)があるか(付加重合(ふかじゅうごう))、反応(はんのう)のたびに水(みず)などの小(ちい)さな分子(ぶんし)が出(で)るか(縮合重合(しゅくごうじゅうごう))を確(たし)かめるとよい。

確認問題

問題 1 / 4単量体(たんりょうたい)(モノマー)が何個(なんこ)つながって高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)になったかを示(しめ)す数(かず)を何(なん)というか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/polymers-and-polymerization/?from=print#quiz

  1. 単量体(たんりょうたい)(モノマー)が何個(なんこ)つながって高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)になったかを示(しめ)す数(かず)を何(なん)というか。

    • ◯ 酸化数(さんかすう)
    • ◯ 重合度(じゅうごうど)
    • ◯ 配(はい)位数(いすう)
    • ◯ 価数(かすう)

    正解:重合度
    単量体(たんりょうたい)がn個(こ)つながってできた高(こう)分子(ぶんし)(新しいタブで開きます)化合物(かごうぶつ)のnを重合度(じゅうごうど)という。平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)(新しいタブで開きます)は単量体(たんりょうたい)の分子(ぶんし)量(りょう)に重合度(じゅうごうど)を掛(か)けて求(もと)める。

  2. 単量体(たんりょうたい)エチレン(分子(ぶんし)量(りょう)28)が重合度(じゅうごうど)1000で重合(じゅうごう)したポリエチレンの平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)はいくらか。

    答え:____________

    正解:28000
    高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)の平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)は、単量体(たんりょうたい)の分子(ぶんし)量(りょう)に重合度(じゅうごうど)を掛(か)けて求(もと)める。28×1000=28000。

  3. 付加重合(ふかじゅうごう)を起(お)こす単量体(たんりょうたい)が共通(きょうつう)してもつ構造(こうぞう)的(てき)な特徴(とくちょう)はどれか。

    • ◯ 不斉炭素原子(ふせいたんそげんし)をもつ
    • ◯ 二重(にじゅう)結合(けつごう)など不(ふ)飽和(ほうわ)結合(けつごう)をもつ
    • ◯ イオン結合(けつごう)をもつ
    • ◯ ベンゼン環(かん)をもつ

    正解:二重結合など不飽和結合をもつ
    付加重合(ふかじゅうごう)では、単量体(たんりょうたい)がもつ二重(にじゅう)結合(けつごう)などの不(ふ)飽和(ほうわ)結合(けつごう)が開(ひら)いて次々(つぎつぎ)に結合(けつごう)する。生成物(せいせいぶつ)(新しいタブで開きます)の組成(そせい)は単量体(たんりょうたい)の組成(そせい)と変(か)わらない。

  4. エチレングリコールとテレフタル酸(さん)が縮合重合(しゅくごうじゅうごう)してポリエチレンテレフタラート(PET)ができるとき、同時(どうじ)に生(しょう)じる小(ちい)さな分子(ぶんし)は何(なに)か。

    • ◯ 水素(すいそ)
    • ◯ 水(みず)
    • ◯ 二酸化炭素(にさんかたんそ)
    • ◯ アンモニア

    正解:水
    ヒドロキシ基(き)とカルボキシ基(き)が反応(はんのう)してエステル結合(けつごう)をつくるたびに水(みず)が1つ取(と)れる。これが縮合重合(しゅくごうじゅうごう)の特徴(とくちょう)である。

単元のポイント

  • 単量体(たんりょうたい)・重合体(じゅうごうたい)・重合度(じゅうごうど) 重合(じゅうごう)のもとになる小(ちい)さな分子(ぶんし)を単量体(たんりょうたい)、できた高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)を重合体(じゅうごうたい)という。単量体(たんりょうたい)がn個(こ)つながった数(すう)nを重合度(じゅうごうど)という
  • 付加重合(ふかじゅうごう) 二重(にじゅう)結合(けつごう)など不(ふ)飽和(ほうわ)結合(けつごう)が開(ひら)いて単量体(たんりょうたい)が次々(つぎつぎ)に結合(けつごう)する重合(じゅうごう)。エチレンからポリエチレンができる反応(はんのう)など
  • 縮合重合(しゅくごうじゅうごう) 単量体(たんりょうたい)どうしが水(みず)などの小(ちい)さな分子(ぶんし)を生(しょう)じながら結合(けつごう)する重合(じゅうごう)。ナイロンやポリエステル(新しいタブで開きます)ができる反応(はんのう)など
  • 平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)の求(もと)め方(かた) 高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)の平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)=単量体(たんりょうたい)の分子(ぶんし)量(りょう)×重合度(じゅうごうど)

出典・クレジット

単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。

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単元のポイント
  • 単量体(たんりょうたい)・重合体(じゅうごうたい)・重合度(じゅうごうど) 重合(じゅうごう)のもとになる小(ちい)さな分子(ぶんし)を単量体(たんりょうたい)、できた高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)を重合体(じゅうごうたい)という。単量体(たんりょうたい)がn個(こ)つながった数(すう)nを重合度(じゅうごうど)という
  • 付加重合(ふかじゅうごう) 二重(にじゅう)結合(けつごう)など不(ふ)飽和(ほうわ)結合(けつごう)が開(ひら)いて単量体(たんりょうたい)が次々(つぎつぎ)に結合(けつごう)する重合(じゅうごう)。エチレンからポリエチレンができる反応(はんのう)など
  • 縮合重合(しゅくごうじゅうごう) 単量体(たんりょうたい)どうしが水(みず)などの小(ちい)さな分子(ぶんし)を生(しょう)じながら結合(けつごう)する重合(じゅうごう)。ナイロンやポリエステル(新しいタブで開きます)ができる反応(はんのう)など
  • 平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)の求(もと)め方(かた) 高分子(こうぶんし)化合物(かごうぶつ)の平均(へいきん)分子(ぶんし)量(りょう)=単量体(たんりょうたい)の分子(ぶんし)量(りょう)×重合度(じゅうごうど)