Номер 4, страница 98 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. Какими особенностями строения объясняется эластичность каучука?

Эластичность каучука, то есть его способность к большим обратимым деформациям, объясняется уникальным строением его макромолекул. Ключевые особенности строения, определяющие это свойство, следующие:

• Длинные и гибкие макромолекулы. Каучук является высокомолекулярным соединением (полимером). Его молекулы (макромолекулы) представляют собой очень длинные и гибкие цепи, состоящие из тысяч повторяющихся мономерных звеньев (например, изопрена для натурального каучука). Гибкость обеспечивается возможностью вращения сегментов цепи вокруг одинарных химических связей.
• Свернутая (клубкообразная) форма молекул. В отсутствие внешних сил длинные и гибкие макромолекулы каучука из-за хаотичного теплового движения находятся в наиболее вероятном, свернутом в клубок состоянии. Это состояние соответствует максимуму энтропии (наибольшему беспорядку). У натурального каучука такая форма молекул предопределена цис-конфигурацией всех звеньев в полимерной цепи, что придает ей изначальную изогнутость.
• Механизм деформации и восстановления формы. При приложении растягивающей силы происходит распрямление свернутых макромолекул и их ориентация вдоль направления действия силы. Это макроскопически проявляется как растяжение материала. Когда внешняя сила снимается, макромолекулы под действием теплового движения самопроизвольно возвращаются в исходное, статистически наиболее вероятное свернутое состояние. Этот процесс, движимый стремлением системы к увеличению энтропии, и заставляет материал восстанавливать свою первоначальную форму и размеры.
• Пространственная сетка (в вулканизированном каучуке). Для придания каучуку прочности и предотвращения необратимого смещения цепей друг относительно друга его вулканизируют (например, серой). При этом образуются редкие, но прочные поперечные химические связи ("мостики") между макромолекулами. Эти мостики создают единую трехмерную сетку, которая не дает цепям разойтись при сильном растяжении и обеспечивает полное и быстрое восстановление формы после снятия нагрузки.

Ответ: Эластичность каучука объясняется его строением из длинных и гибких макромолекул, которые в спокойном состоянии имеют свернутую, клубкообразную форму. При растяжении эти молекулярные цепи распрямляются, а после снятия нагрузки они, стремясь к состоянию с максимальной энтропией (беспорядком), самопроизвольно возвращаются в исходное свернутое состояние, что приводит к восстановлению формы всего материала.