Особенности полимерного состояния вещества (стр. 4 из 4)
К важнейшим процессам матричного синтеза относятся:
репликация, в ходе которой двойная спираль «расплетается» (сразу во многих местах) и на каждой материнской ДНК синтезируется дочерняя, комплементарная первой, таким образом, из исходной спиралиобразуются две идентичные ей; одна из них переносит в новую клетку, образующуюся при делении материнской, наследственную информацию;
транскрипция или синтез на молекулах ДНК так называемой информационной м-РНК, при котором генетическая информация, заложенная в ДНК, «сбрасывается» на м-РНК и кодируется там в виде последовательности расположения нуклеотидов;
трансляция или синтез белка на молекулах м-РНК, в данном случае используется трехбуквенный код, т.е. последовательность из трех нуклеотидов матричной м-РНК определяет тип очередной аминокислоты из 20 возможных, которая должна присоединиться к растущей полипептидной цепи белка.
Все перечисленные реакции катализируются ферментами - белками, а инициирование многих процессов осуществляется с помощью РНК.
Природные неорганические полимеры. Природные неорганические полимеры составляют основу земной коры, толщина которой достигает 15 км (литосфера). Литосфера образовалась и образуется при выходе на поверхность Земли расплавленной магмы, в которой химические реакции протекают при высокой температуре и давлении. Основной горной породой являются базальты. В табл. 1.3 приведены данные по составу базальтовых горных пород, полученных из проб, взятых со дна океанов Земли и лунных морей. Видно, что состав базальтовых пород Земли и ее спутника весьма близок, он состоит в основном из оксида кремния и в значительно меньшей степени из оксидов железа и алюминия. Оксид кремния является типичным полимерным кристаллическим телом, т.е. трехмерным полимером. Наряду с этим, для него известны двухмерные (подобные графиту) и цепные полимеры (рис. 1.1).
Основной структурной единицей всех полисиликатов является тетраэдр SiO4, в вершинах которого расположены атомы кислорода, в центре - атом кремния. Структура полимерного кристаллического тела с регулярной трехмерной структурой из SiO2 аналогична структуре алмаза - трехмерного полимера углерода. В обоих случаях регулярная трехмерная структура может быть получена при совмещении граней структурных единиц - тетраэдров. Подобный полимер встречается в природе в виде прозрачного минерала кварца, известного также как горный хрусталь. Полимерное тело с регулярной трехмерной структурой под названием корунд образует также одна из модификаций Al2O3. Окрашенные формы (за счет примесей) кварца и корунда встречаются в природе в виде драгоценных камней. К наиболее известным из них относятся аметист, топаз, опал (кварц), рубин, сапфир (корунд).
Таблица 1.3 Содержание различных оксидов в базальтовых породах, мас. %
| Оксид | Лунный грунт | Земная кора |
| SiO2Al2O3FeOTiO2MgOCaO | 41-467-1418-221-127-168-12 | 44-5313-197-140,9-3,34-108-12 |
На рис. 1.1 представлены также фрагменты макромолекул линейных и двухмерно сшитых линейных двухтяжевых полисиликатов. Такие структуры могут быть получены при сочетании тетраэдров SiO2 вершинами, при этом, ионам кислорода должны соответствовать свободные вершины. Слоистые структуры SiO4 образуются при сочетании тетраэдров ребрами, при этом один атом кислорода должен оставаться свободным. Линейные макромолекулы SiO2 входят в состав минералов пироксен, энстатит, диопсид, сподумен, амфиболит, тремолит и др. Последние составляют основу природного волокнистого неорганического материала, известного как асбест. В состав многих минералов входят слоистые полимерные структуры SiO2, например в состав талька и каолинита (белой глины), где они чередуются со слоями полимерных гидроксида магния - в первом случае и гидроксида алюминия - во втором.
Помимо полисиликатов в природе широко распространены полимеры алюмосиликатов - линейные, двухмерно и трехмерно сшитые. Среди последних наиболее известны цеолиты с общей формулой MO.Al2O3.xSiO2.yH2O, где М - металл I или II групп. Цеолиты являются прекрасными сорбентами, их удельная поверхность выше, чем угля. Благодаря этому цеолиты широко используются на практике в качестве так называемых молекулярных сит.
Литература
1. Оудиан Дж. Основы химии полимеров. М.: Мир, 1974. 614 с.
2. Odian G. Principles of Polymerization. Wiley-Interscience: NewYork; 1991.
3. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения. М.: Высшая школа, 1992. 512 с.
4.Тенфорд Ч. Физическая химия полимеров. М.: Химия, 1965. 772 с.
5. Рафиков С.Р., Будтов В.П., Монаков Ю.Б. Введение в физико-химию растворов полимеров. М.: Наука, 1978. 328 с.
6. Нарисава И. Прочность полимерных материалов. М.: Химия, 1987. 400 с.
7. Грасси Н., Скотт Дж. Деструкция и стабилизация полимеров. М.: Мир, 1988. 446 с.