Über 1,6 Millionen Schüler*innen nutzen sofatutor!
  • 93%

    haben mit sofatutor ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert

  • 94%

    verstehen den Schulstoff mit sofatutor besser

  • 92%

    können sich mit sofatutor besser auf Schularbeiten vorbereiten

Taktizität von Polymeren (Expertenwissen)

Video abspielen
Du willst ganz einfach ein neues Thema lernen
in nur 12 Minuten?
Du willst ganz einfach ein neues
Thema lernen in nur 12 Minuten?
  • Das Mädchen lernt 5 Minuten mit dem Computer 5 Minuten verstehen

    Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.

    92%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim selbstständigen Lernen.
  • Das Mädchen übt 5 Minuten auf dem Tablet 5 Minuten üben

    Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.

    93%
    der Schüler*innen haben ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert.
  • Das Mädchen stellt fragen und nutzt dafür ein Tablet 2 Minuten Fragen stellen

    Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.

    94%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim Verstehen von Unterrichtsinhalten.
Bewertung

Ø 3.0 / 1 Bewertungen
Die Autor*innen
Avatar
André Otto
Taktizität von Polymeren (Expertenwissen)
lernst du in der 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Taktizität von Polymeren (Expertenwissen) Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Taktizität von Polymeren (Expertenwissen) kannst du es wiederholen und üben.
  • Tipps

    Iso ist eine griechische Vorsilbe mit der Bedeutung gleich.

    Lösung

    Mit der Taktizität bezeichnet man bei Polymeren aus Kohlenstoffketten mit unterschiedlichen Substituenten die Stellung der Substituenten. Es ergeben sich drei unterschiedliche Anordnungen:

    • Bei der isotaktischen Anordnung zeigen die Substituenten wie in der zweiten Abbildung alle in die gleiche Richtung.
    • Bei der syndiotaktischen Anordnung zeigen die Substituenten abwechselnd in die beiden möglichen Raumrichtungen, wie dies am Beispiel des syn-Polyvinylchlorids in der dritten Abbildung gezeichnet ist.
    • Bei der ataktischen Anordnung schließlich gibt es keine klare Ordnung, die Substituenten zeigen zufällig verteilt in alle Raumrichtungen. Dies ist in der obersten Abbildung gezeigt.

  • Tipps

    Ataktische Polymere bilden amorphe Feststoffe.

    Lösung

    Kristalline Strukturen können sich ausbilden, wenn zwischen den Molekülen in sich wiederholenden Mustern Wechselwirkungen bestehen können. Dann ordnen sich die Moleküle in unendlichen Wiederholungen der gleichen Ordnung an und man spricht von kristalliner Ordnung. In makroskopischer Ebene äußert sich dies in regelmäßigen Oberflächen sowie gleichmäßig angeordneten Kanten und Ecken.

    Sind in einem Feststoff Moleküle vorhanden, die unterschiedlich angeordnet sind, können sich keine regelmäßig wiederholenden Wechselwirkungen ausbilden und die Moleküle ordnen sich dementsprechend im Festkörper nicht regelmäßig an. Die Moleküle nehmen Positionen ein, in denen sie die größtmöglichen Wechselwirkungen eingehen können. In diesem Fall spricht man von amorphen Festkörpern.

    Bei den Molekülen Polyethylen, Polytetrafluorethylen und Polyoxymethylen können sich die Moleküle in nur einer Art und Weise anordnen, sie kristallisieren daher. Bei den übrigen Verbindungen handelt es sich um chirale Monomere, die unterschiedliche Konfigurationen einnehmen können. Daher können sie amorphe Feststoffe bilden.

  • Tipps

    Alkene können in cis- oder trans-Konfiguration verknüpft werden.

    Lösung

    Asymmetrie in Monomeren kann durch unterschiedliche Seitenketten oder Substituenten bei benachbarten C-Atomen entstehen. Dies ist bei den Verbindungen oben links und unten in der Mitte der Fall. Da es sich also um asymmetrische Monomere handelt, kann das Polymer in unterschiedlicher Taktizität vorliegen.

    Bei der Verbindung rechts tragen die beiden unterschiedlichen C-Atome zwei unterschiedliche Substituenten. Da sich die beiden Substituenten an beiden Kohlenstoffatomen jedoch nicht unterscheiden, handelt es sich um ein symmetrisches Monomer, das Polymer kann nur in einer Form vorliegen.

    Schwieriger zu interpretieren ist das Molekül oben in der Mitte. Es kann sich um die C-C-Bindungen drehen und so kann die Kette in cis- oder trans-Stellung fortgesetzt werden. Die unterschiedlichen Formen lassen sich jedoch durch Drehungen um C-C-Einfachbindungen ineinander überführen, daher handelt es sich nicht um unterschiedliche Konfigurationen. Es ist kein chirales Zentrum vorhanden, folglich ist das Monomer symmetrisch.

    Bei der Verbindung unten links handelt es sich um ein Polybutadien. Eine Drehung um die C-C-Doppelbindung ist nicht möglich, daher kann die Kette in cis- oder trans-Stellung fortgeführt werden. Es handelt sich um zwei unterschiedliche Konfigurationsisomere. Das Monomer ist damit asymmetrisch, es können wie bei Naturkautschuk und Guttapercha Polymere mit unterschiedlicher Taktizität vorliegen.

  • Tipps

    cis = zusammen

    trans = gegenüber

    Lösung

    Das Monomer, aus dem das Polymer aufgebaut ist, enthält eine Doppelbindung. Die Kette wird jeweils in trans-Stellung fortgesetzt, daher handelt es sich um ein trans-taktisches Polymer.

    Zusätzlich enthält das Monomer zwei asymmetrisch substituierte Kohlenstoffatome. An eines ist ein Chlor-Substituent gebunden, an das andere ein Fluor-Substituent. Da sich beide Substituenten auf gegenüberliegenden Seiten des Polymergerüsts befinden, lässt sich dies mit der Bezeichnung erythro-di-taktisch beschreiben.

    Da diese Konfiguration in allen Monomer-Einheiten des Polymers eingenommen wird, handelt es sich um ein isotaktisches Polymer.

  • Tipps

    Das Wort Taktik kommt aus dem Altgriechischen und bedeutet soviel wie Kunst, ein Heer in Schlachtordnung zu stellen. Das Prinzip geordneter Schlachtreihen lässt sich auch auf Polymere anwenden.

    Die Vorsilbe Iso bedeutet gleich.

    Lösung

    Polymere bestehen aus Monomeren, die strikt symmetrisch gebaut sein können. In diesem Fall gibt es nur eine Möglichkeit, die Monomere im Molekül anzuordnen.

    Sind die Monomere asymmetrisch gebaut, gibt es mehrere mögliche Anordnungen. Die Anzahl der Möglichkeiten hängt davon ab, wie viele asymmetrische Zentren es in einem Monomer gibt. Asymmetrie der Monomere kann durch unterschiedliche Substituenten an benachbarten C-Atomen oder durch unterschiedliche Seitenketten erzeugt werden. Aber auch Doppelbindungen können durch cis- oder trans-Stellung zu Asymmetrie führen.

    Die Ordnung im Molekül ist am höchsten, wenn alle asymmetrischen Zentren der Monomere im Polymer gleich ausgerichtet sind. In diesem Fall spricht man von einem isotaktischen Molekül. Der Name leitet sich von der griechischen Vorsilbe Iso für gleich und dem Wort Taktik ab, mit dem die Kunst, ein Heer in Schlachtordnung zu stellen bezeichnet wird. Eine gleich ausgerichtete „Schlachtreihe“ ergibt sich, wenn alle asymmetrischen Substituenten in die gleiche Richtung zeigen.

    Das Gegenteil davon ist eine zufällige Anordnung der asymmetrischen Substituenten. Dies bezeichnet man als ataktisches Polymer.

  • Tipps

    Symmetrisch gebaute Moleküle sind im festen Zustand meist kristallin.

    Lösung

    Syndiotaktisches Polystyrol ist, wie die Abbildung zeigt, sehr symmetrisch gebaut. Die beiden unterschiedlich ausgerichteten Monomere wechseln sich ab. Es entsteht daher eine Wiederholungseinheit, die zwei Styrol-Monomere umfasst. Daher kristallisiert es wie das isotaktische Polystyrol. Es hat einen hohen Schmelzpunkt, der mit 240°C jedoch unter dem von isotaktischem Polystyrol liegt. Die Wechselwirkungen zwischen den Polymer-Molekülen sind also auf Grund der geringeren Symmetrie des Moleküls geringer.

    In den übrigen Eigenschaften ähnelt es auch der isotaktischen Variante dieses Kunststoffes:

    • Es ist sehr hart, aber auch spröde.
    • Die kristalline Struktur des Feststoffes lässt nur wenig Licht durch, daher ist syndiotaktisches Polystyrol opak.
    • Bei einer radikalischen Polymerisation werden die Monomere in zufälligen Mustern aneinander gereiht. Um die gewünschte hohe Ordnung zu erzielen, muss bei der Synthese ein geeigneter Katalysator eingesetzt werden.

30 Tage kostenlos testen
Mit Spaß Noten verbessern
und vollen Zugriff erhalten auf

9.369

sofaheld-Level

6.600

vorgefertigte
Vokabeln

8.225

Lernvideos

38.691

Übungen

33.496

Arbeitsblätter

24h

Hilfe von Lehrkräften

laufender Yeti

Inhalte für alle Fächer und Klassenstufen.
Von Expert*innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden