إن الميزة الأول لكيمياء مركبات الجزيئات الضخمة هي احتوائها تماماً على مفهوم جديد عن الوزن الجزيئي , فقيمة الوزن الجزيئي فى مركبات الجزيئات الصغيرة عبارة عن ثابت يعين ذاتية المركب الكيميائي، ويدل تغير الوزن الجزيئي دائماً على الانتقال إلى مادة أخرى كما يرافقه تغير ملحوظ في الخواص. وعندما ينتقل أحد أنواع الفصيلة المتجانسة (homologous series) إلى نوع آخر (أى أثناء تغير قيمة الوزن الجزيئي) يحدث تغير في الخواص الفيزيائية للمادة يمكن الاستفادة منه في فصل هذه المتجانسات (homologues) بعضها عن بعض.

وتتفق تغيرات الخواص الفيزيائية فى الفصيلة المتجانسة المعطاة مع النسبة بين الفرق التجانسي ومقدار الوزن الجزيئي للمتجانس. (homologue) ونرى في الجدول (7) الذي يتضمن درجات غليان بعض الهيدروكربونات أن قيمة هذه النسبة تتناقص باستمرار كلما إزداد الوزن الجزيئي كما يتناقص أيضاً الفرق بين درجة الغليان. فمثلاً يعادل الفرق بين نقطتي غليان الميثان والإيثان 73 درجة مئوية، بينما يعادل 8 درجات فقط بالنسبة لجينتريا كونتان ولدوتريا كونتان. ويكون الفرق التجانسي لبولي الإيثيلين الذي يبلغ وزنه الجزيئي1400 أقل من 1% من الوزن الجزيئي. في حين يعادل أقل من 0.1% لنفس البوليمر الذي يبلغ وزنة الجزيئي - 14000. ومن الواضح، أنه عندما تكون القيمة النسبية للفرق التجانسي صغيرة جداً، يكون تغير الخواص الفيزيائية غير ملحوظ أثناء الانتقال من قرين إلى آخر. ويعطينا الخط البياني الموجود في الشكل (2) صورة واضحة عن هذه الحالة. وهكذا يتضاءل الإختلاف في الخواص الفيزيائية بين القرائن المستقلة عند ازدياد الوزن الجزيئي بحيث تفقد هذه القرائن (يطلق عليها اسم القرائن البوليميرية) ذاتيتها عندما يصبح وزنهـا الجزيئي كبيراً جداً.

                               جدول (7)

                   درجات غليان الهيدروكربونات

لا يمكن في الوقت الحاضر فصل خليط من القرائن البوليمرية إلى مواد مستقلة ونقية كيميائياً، في حين يمكن فصل هذا الخليط إلى أجزاء (fractions) فقط تدخل في كل منها مجموعة من القرائن البوليمرية ذات الأوزان الجزيئية المتقاربة. ونتيجة لذلك، يكون الوزن الجزيئي لمركبات الجزيئي الضخمة عبارة عن قيمة إحصائية وسطية وليس قيمة ثابتة تحدد الخواص الذاتية للمركب المعلوم. ولهذا دخل مفهوم الوزن الجزيئي الوسطى وكيمياء مركبات الجزيئات الضخمة.

إن المفهوم الجديد للوزن الجزيئي، كمقدار إحصائي وسطى، يقلل إلى حد معلوم من أهمية هذا المقدار أثناء تحديـد خـواص المركبات الكيميائية. إذ بعد أن يصل الوزن الجزيئي للبوليمر إلى قيمة معينة يفقد دوره كعامل هام في تعيين غالبية الخواص الفيزيائية للمادة.

إن قيمة الوزن الجزيئي الوسطى للبوليمر لا يمكن أن تعطينا فكرة عن خواص هذا البوليمر بصورة موحدة ذلك لأنه يمكن لعينات مختلفة من البوليمر ذات وزن جزئ وسطى متساو أن تختلف بنسبة كمية البوليمرات المتجانسة والمتعددة. وقد تم إدخال مفهوم درجة التبعثر المتعدد   (polydisperse) لتفسير التوزع الكمي للبوليمرات المتجانسة وتتعين درجة التبعثر المتعدد للبوليمر بالقيم الحدية لأوزان الأجزاء (fractions) الجزيئية الوسطية كمـا يعبر عنها بمنحنيـات توزيع البوليمر حسب الوزن الجزيئي (شكل 3).

ولا تقل درجة التبعثر المتعدد أهمية عن الوزن الجزيئي الوسطى. وهناك أيضا صفة أخرى لمركبات الجزيئات الضخمة مرتبطة بشكل مباشر بتغير الخواص الفيزيائية أثناء ازدياد الوزن الجزيئي. إذ يتناقص ضغط أبخرة المركبات الكيميائية بازدياد الوزن الجزيئي، ويهبط هذا الضغط عملياً حتى الصفر قبل أن يصل الوزن الجزيئي إلى قيمته المميزة للمركبات ذات الجزيئات الضخمة. إذ عندما تصل درجة الحرارة إلى قيمة معينة يحدث التفكك الحراري للمادة، كما تتحطم الروابط الكيميائية، ويتغير تجمع الذرات. إذن فمركبات الجزيئات الضخمة غير طيارة عملياً ولا يمكن أن تتحول إلى الحالة الغازية. وينتج من ذلك أن الفرق بين مركبات الجزيئات الضخمة ومركبات الجزيئات الصغيرة هو أن الأخيرة يمكنها أن توجد على ثلاث حالات الحالات الصلبة والسائلة والغازية، في حين توجد مركبات الجزيئات الضخمة في حالتين فقط , هما الصلبة والسائلة. تعتبر الكيمياء الفيزيائية مصدراً لاكتشاف أشكال وأحجام الجزئيات الضخمة ولتقدير استجابة هذه الخواص للبيئة المحيطة بها وللربط بين الخصائص والتراكيب. وبمعرفة المكونات والتراكيب يمكن التعرف على الفعاليات المختلفة لتلك الجزئيات. الجزئيات الضخمة المخلقة تكون عموماً أبسط من تلك الطبيعية. وعلى الرغم من النجاح في تحضير البروتينات فإن هذا التمييز يعتبر نظاماً قديماً. وعلى الرغم من كون البوليمرات المخلقة بسيطة نسبياً فإنه من الضروري معرفة طبيعة هذه المادة على الأقل إلى حد معرفة أطوال السلاسل البوليمرية. ونجد أنه من الواجب القدرة على إيجاد رابطة بين الخصائص الفيزيائية مثل المرونة. وعلاقتها بالتركيب الكيميائي للبوليمر مثل طول السلسلة ودرجة التكريس.

مواضيع ذات صلة

تقدير الكتل المولارية من إتزان الترسب

الأسموزية والديلزة Osmosis and dialysis

الحجم والشكل

البوليمرات المؤلفة من سلاسل رئيسة لا عضوية

البوليمرات ذات مجموعة الروابط الإقترانية

تصنيف مركبات الجزيئات الضخمة ذات السلاسل اللامتجانسة

تصنيف مركبات الجزيئات الضخمة الحاوية على سلاسل كربونية

تصنيف وتسمية مركبات الجزيئات الضخمة

الشكل الهندسي للبوليمر

البوليمرات المشتركة

البوليمرات المنتظمة فراغياً

البوليمرات الأيزوتاكتيكية