高分子こうぶんしの基本きほん

date2026-07-14document_iddoc_251ec587279842a021ef310616109d91description高分子を、単量体が多数つながった分子として定義し、付加重合と縮合重合の違いを反応式の保存から証明する。prerequisites有機化学の基本 / 炭化水素の基本 / 官能基の基本type講義statusactive

chemistryorganichighschoollecture

1導入どうにゅう

この講義こうぎでは、高分子こうぶんしpolymerを単量体たんりょうたいが多数たすうつながり、繰くり返かえし単位たんいをもつ大おおきな分子ぶんしとして解説かいせつする。

高分子こうぶんしでは、一ひとつの分子ぶんしだけでなく、「どの単量体たんりょうたいが」「どの結合けつごうで」「何回なんかい繰くり返かえされたか」を見みる。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違ちがいは、小分子しょうぶんしが出でるかどうかで整理せいりできる。

2用語ようごと定義ていぎ

高分子こうぶんしpolymerとは、単量体たんりょうたいが多数たすうつながった大おおきな分子ぶんしである。

単量体たんりょうたいmonomerとは、高分子こうぶんしを作つくる小ちいさな分子ぶんしである。

繰くり返かえし単位たんいrepeating unitとは、高分子こうぶんしの中なかで反復はんぷくして現あらわれる構造単位こうぞうたんいである。

重合じゅうごうpolymerizationとは、単量体たんりょうたいが多数たすうつながって高分子こうぶんしを作つくる反応はんのうである。

3方針ほうしん

高分子こうぶんしでは、次つぎの順序じゅんじょで見みる。

単量体たんりょうたいを見みつける。
二重結合にじゅうけつごうが開ひらくのか、官能基かんのうきどうしが反応はんのうするのかを見みる。
小分子しょうぶんしが出でないなら付加重合ふかじゅうごう、出でるなら縮合重合しゅくごうじゅうごうと判断はんだんする。
繰くり返かえし単位たんいを書かく。

4厳密げんみつな説明せつめい

4.1整理せいり 1：付加重合ふかじゅうごうでは単量体たんりょうたいの原子げんしが高分子こうぶんしへそのまま入はいる

仮定かていとして、単量体たんりょうたいが二重結合にじゅうけつごうをもち、その二重結合にじゅうけつごうが開ひらいて隣となりの単量体たんりょうたいと結合けつごうするとする。結論けつろんは、小分子しょうぶんしを放出ほうしゅつせず、単量体たんりょうたいの原子げんしが高分子こうぶんしへ入はいることである。

証明しょうめいする。付加ふかとは、二重結合にじゅうけつごうの一部いちぶを新あたらしい単結合たんけつごうへ変かえ、別べつの分子ぶんしを結むすびつける反応はんのうである。この過程かていでは、単量体たんりょうたいから水みずや塩化水素えんかすいそのような小分子しょうぶんしを取とり除のぞく操作そうさを仮定かていしていない。通常つうじょうの化学反応かがくはんのうでは原子数げんしすうが保存ほぞんされるので、単量体たんりょうたいの原子げんしは高分子こうぶんしの繰くり返かえし単位たんいへ入はいる。□

4.2原理げんり 2：縮合重合しゅくごうじゅうごうでは結合形成けつごうけいせいと小分子しょうぶんしの脱離だつりが同時どうじに起おこる

仮定かていとして、二ふたつの官能基かんのうきが反応はんのうして新あたらしい結合けつごうを作つくり、同時どうじに水みずなどの小分子しょうぶんしが出でるとする。結論けつろんは、この型かたの重合じゅうごうが縮合重合しゅくごうじゅうごうであることである。

証明しょうめいする。縮合しゅくごうとは、二ふたつの分子ぶんしが結合けつごうするときに、一部いちぶの原子げんしが小分子しょうぶんしとして外そとへ出でる反応はんのうである。単量体たんりょうたいが多数たすう反応はんのうしてこの縮合しゅくごうを繰くり返かえせば、高分子こうぶんしが生しょうじる。各段階かくだんかいで新あたらしい結合けつごうと小分子しょうぶんしの脱離だつりが同時どうじに起おこるので、これは縮合重合しゅくごうじゅうごうである。□

4.3整理せいり 3：重合度じゅうごうどが大おおきいほど分子量ぶんしりょうは大おおきい

仮定かていとして、繰くり返かえし単位たんいの式量しきりょうを $M_{0}$ 、重合度じゅうごうどを $n$ とし、末端まったんの寄与きよを無視むしする。結論けつろんは、高分子こうぶんしの分子量ぶんしりょうが近似的きんじてきに $n M_{0}$ であることである。

証明しょうめいする。重合度じゅうごうど $n$ とは、繰くり返かえし単位たんいが $n$ 個こつながったことを表あらわす。式量しきりょう $M_{0}$ の単位たんいが $n$ 個こあるので、合計ごうけいは $M_{0} + M_{0} + \dots + M_{0} = n M_{0}$ である。□

5分類ぶんるい

重合じゅうごう	見分みわけ方かた	例れい
付加重合ふかじゅうごう	二重結合にじゅうけつごうが開ひらく	ポリエチレン
縮合重合しゅくごうじゅうごう	小分子しょうぶんしが出でる	ナイロン、ポリエステル

6どこまで成立せいりつするか

実際じっさいの高分子こうぶんしは分子量ぶんしりょうが一ひとつに定さだまらず、分布ぶんぷをもつことが多おおい。高校化学こうこうかがくでは、平均へいきんの分子量ぶんしりょうや繰くり返かえし単位たんいで扱あつかう。

7最終形さいしゅうけい

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")] 高分子 = 単量体の繰り返し

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")] 付加重合は小分子なし、縮合重合は小分子あり

8一言ひとことでいうと

高分子こうぶんしは、単量体たんりょうたいの種類しゅるいと重合じゅうごうの型かたから構造こうぞうと性質せいしつを読よむ物質群ぶっしつぐんである。