Monomery i polimery w chemii
Polimery, takie jak polietylen i poliamid, zbudowane są z podjednostek zwanych monomerami.
SSPL / Getty Images
Monomer to rodzaj cząsteczki, która ma zdolność do chemicznego wiązania się z innymi cząsteczkami w długim łańcuchu; polimer to łańcuch o nieokreślonej liczbie monomerów. Zasadniczo monomery są budulcem polimerów, które są bardziej złożonym typem cząsteczek. Monomery — powtarzające się jednostki molekularne — są połączone w polimery wiązaniami kowalencyjnymi.
Monomery
Słowo monomer pochodzi od mononukleoza- (jeden i - jeszcze (część). Monomery są małe Cząsteczki które można łączyć w powtarzalny sposób, tworząc bardziej złożone cząsteczki zwane polimerami. Monomery tworzą polimery poprzez tworzenie wiązań chemicznych lub wiązanie supramolekularne w procesie zwanym polimeryzacją.
Czasami polimery składają się ze związanych grup podjednostek monomerów (do kilkudziesięciu monomerów) zwanych oligomerami. Aby zakwalifikować się jako oligomer, właściwości cząsteczki muszą ulec znacznej zmianie, jeśli jedna lub kilka podjednostek zostanie dodanych lub usuniętych. Przykłady oligomerów obejmują kolagen i ciekła parafina.
Pokrewnym terminem jest „białko monomeryczne”, które jest białkiem, które wiąże się, tworząc kompleks wielobiałkowy. Monomery to nie tylko elementy budulcowe polimerów, ale same w sobie są ważnymi cząsteczkami, które niekoniecznie tworzą polimery, chyba że warunki są odpowiednie.
Przykłady monomerów
Przykłady monomerów obejmują chlorek winylu (który polimeryzuje w polichlorek winylu lub PVC), glukozę (która polimeryzuje w skrobię, celulozę, laminarynę i glukany) oraz aminokwasy (które polimeryzują w peptydy, polipeptydy i białka). Glukoza jest najczęściej występującym naturalnym monomerem, który polimeryzuje poprzez tworzenie wiązań glikozydowych.
Polimery
Słowo polimer pochodzi od poli- (wiele) i - jeszcze (część). Polimer może być naturalną lub syntetyczną makrocząsteczką składającą się z powtarzających się jednostek mniejszej cząsteczki (monomerów). Podczas gdy wiele osób używa zamiennie terminów „polimer” i „plastik”, polimery to znacznie większa klasa cząsteczek, która obejmuje tworzywa sztuczne oraz wiele innych materiałów, takich jak celuloza, bursztyn i naturalna guma.
Związki o niższej masie cząsteczkowej można odróżnić na podstawie liczby zawartych w nich podjednostek monomerycznych. Terminy dimer, trimer, tetramer, pentamer, heksamer, heptamer, oktamer, nonamer, dekamer, dodekamer, eikosamer odzwierciedlają cząsteczki zawierające 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 i 20 jednostki monomeru.
Przykłady polimerów
Przykłady polimerów obejmują tworzywa sztuczne, takie jak polietylen, silikony, takie jak kit, biopolimery, takie jak celuloza i DNA, polimery naturalne, takie jak guma i szelak, oraz wiele innych ważnych makrocząsteczek.
Grupy monomerów i polimerów
Klasy cząsteczki biologiczne można podzielić na rodzaje polimerów, które tworzą i monomery, które działają jako podjednostki:
- Cowie, JMG i Valerię Arrighi. „Polimery: chemia i fizyka nowoczesnych materiałów”, wyd. Boca Taton: CRC Press, 2007.
- Sperling, Leslie H. „Wprowadzenie do Fizycznej Nauki o Polimerach”, wyd. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2006.
- Young, Robert J. i Peter A. Lovell. „Wprowadzenie do polimerów”, wyd. Boca Raton, LA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.
*Technicznie diglicerydy i triglicerydy nie są prawdziwymi polimerami, ponieważ powstają w wyniku odwodnienia syntezy mniejszych cząsteczek, a nie z połączenia monomerów typu end-to-end, które charakteryzuje prawdziwą polimeryzację.
Jak powstają polimery
Polimeryzacja to proces kowalencyjnego wiązania mniejszych monomerów z polimerem. Podczas polimeryzacji grupy chemiczne są tracone z monomerów, dzięki czemu mogą się ze sobą łączyć. W przypadku biopolimerów węglowodanów jest to a reakcja na odwodnienie w którym powstaje woda.