I. Полимерларнинг тузилиши ва хоссалари

d -изомер l -изомер
a a
 
m  c  n n  c  m
 
b b

Оптик изомерлар қутбланган ёруғлик нурини қутбланиш текислигини чапга ва ўнга айлантириш хоссасига эгадир. Одатда m ва n радикаллар ҳар хил бўлади. Бу хол полимерларга оптик фаоллик хоссасини беради.

Макромолекулада асимметрик углерод атомининг бўлиши стереоизомерияли ёки стереорегуляр (стереотактик) полимерларнинг ҳосил бўлишига олиб келади. Махсус синтез усуллари ёрдамида изотактик полимерлар олинади. Уларнинг ён ўринбосарлари занжир бўйлаб бир томонга жойлашган бўлади. Синдотактик полимерларда ён ўринбосарлар занжир сиртининг ҳар хил томонида жойлашади. Шунингдек, атактик полимерлар ҳам мавжуд бўлиб, уларда ён ўринбосарлар норегуляр равишда ориентирланган бўлади.
Мономерларни бирикиб макромолекула ҳосил қилиш усули амалий жиҳатдан олинган полимернинг барча асосий хоссаларига таъсир этади Табиий полимерларнинг деярли барчасининг структураси тўғри кетма-кетликда жойлашган элементар звенолардан иборат бўлиб, улар юқори кимёвий ва фазовий регулярликни ташкил этади. Масалан, бундай хосса целлюлоза, табиий каучук, оқсиллар ва нуклеин кислоталарга тегишлидир
Конформация - бу занжирли молекуланинг барча атомларининг ўзгарувчан фазовий жойлашиши бўлиб, у молекулани валентли (кимёвий) боғланмаган қисмларини ўзаро таъсирлашиши билан белгиланади. Бунда, мономерларнинг иссиқлик ҳаракатлари ва бошқа хил таъсирлар туфайли рўй берадиган ўзгаришларида, уларнинг ковалент боғларини атрофидаги айланишининг эркинлик даражасини сақлаб қолинади. Конфигурациядан фарқли ўлароқ, бир конформацион ҳолатдан бошқа конформацион ҳолатга ўтганда кимёвий боғлар узилмайди. Конформация учун фазода валент бурчакларининг доимий миқдорга эга бўлиши ва валент боғларининг ўзгарувчан ориентацияси характерли хоссасидир (I.1.2-расм). Макромолекула-нинг мономер звенолари иссиқлик ёки бошқа хил ҳаракатлар туфайли оддий (якка) боғлари атрофида айланиш қобилятига эгадир. Бу хосса макромолекуланинг эгилувчанлиги дейилади ва у икки хил бўлади. Биринчиси термодинамик ёки мувозанатли эгилувчанлик бўлиб, элементар звеноларнинг ички молекуляр (микроброун) иссиқлик ҳаракати туфайли полимер занжири конформациясининг ўзгаришини ифодалайди. Иккинчиси кинетик ёки механик эгилувчанлик бўлиб, конформацион ўзгаришлар ташқи механик кучлар таъсирида амалга ошади.

I.1.2-расм. Полимер конформациясида валент бурчакларнинг доимий ( = const) миқдорга эга бўлиши ва валент боғлари ориентациясининг ўзгарувчанлиги.

Макромолекула конформациянинг барча ўзгаришлари бир қатор элементар айланишлар билан амалга ошади. Аммо бу айланишлар эркинлиги қўшни звенолар ён гуруҳларининг ўзаро таъсири туфайли чеклагандир. Айланишлар эркин деб ҳисобланади, агарда тизимнинг потенциал энергиясини ўзгартирмай амалга ошса. Одатда, реал полимер занжирида, атомларнинг молекулада жойлашишига нисбатан тизимнинг потенциал энергияси ўзгариши ҳар хил бўлади. Бу ўзгариш занжирдаги валент бурчаклари миқдорига боғлиқ ҳолда бир қатор минимум ва максимум қийматларга эга бўлади. Энг чуқур минимум нисбатан барқарор бўлган айланишнинг транс-изомериясига тўғри келади, қайсики унда атомлар бир-биридан анча узоқроқдадир. Цис-изомерияда атомлар устма-уст жойлашган ва потенциал энергия максимумдир. Шунингдек, ўралган занжирларни характерловчи гош-изомерия ҳам мавжуд бўлиб, у энергетик жиҳатдан транс- ва цис-изомериялар орасида бўлади. Минимум ҳолатдан максимумга ҳолатга ўтиш учун зарур бўлган энергия айланиш фаоллик энергияси ёки айланиш фаоллик тўсиғи дейилади.

Полимер молекуласи шакли унинг сегменти ва контур узунлигига боғлиқ бўлади. Умуман олганда макромолекуланинг конформацияси, унинг иссиқлик ва бошқа ҳаракатлар таъсирида маълум вақтда фазода эришган шаклидир. Макромолекула учун термодинамик жиҳатдан қулай шаклни эгаллаш характерлидир. Одатда, бу унинг тартибсиз ўралган ғужанак-статистик ғужанак шаклидир. Агар бу ғужанак ўзаро таъсирлар билан қўзғатилмаган бўлса, масалан эритувчи билан фаол таъсирлашмаётган бўлса, у Гаусс ғужанаги деб аталади.
Полимер занжирида элементар звенолар, яъни моно­мерларнинг кетма-кет такрорланиб келиши чекланганлиги унинг маълум бир узунликка эга бўлишини англатади. Буни физик жиҳатдан ўрганиш учун бир қатор моделлар тавсия этилган. Энг оддий модель Кун ва Марк томонидан ишлаб чиқилган бўлиб, у эркин уланган занжир модели дейилади. Бу модель реал чизиғий полимернинг эквиваленти бўлиб, фазовий ориентацияси бир-бирига мутлақо боғлиқ бўлмаган, маълум узунликка (А) эга N та сегментдан иборат занжирни ифодалайди. Ушбу занжир чизмаси I.1.3 - расмда келтирилган. Моделнинг кўринишига қараб, уни баъзида терсак (шарнир) модел ҳам дейишади.