Charakterystyczne monomery, typy i przykłady

The monomery są to małe lub proste cząsteczki, które stanowią podstawową lub niezbędną jednostkę strukturalną większych lub bardziej złożonych cząsteczek zwanych polimerami. Monomer oznacza słowo pochodzenia greckiego małpa, jeden i zwykły, przyjęcie.

Gdy jeden monomer łączy się z innym, tworzy się dimer. Kiedy to z kolei zlewa się z innym monomerem, tworzy on trimer, i tak dalej, aż utworzy krótkie łańcuchy zwane oligomerami lub dłuższe łańcuchy, które są tak zwanymi polimerami.

Monomery są związane lub polimeryzowane przez tworzenie wiązań chemicznych przez dzielenie par elektronów; to znaczy, są one połączone wiązaniami kowalencyjnymi.

Na obrazku powyżej kostki przedstawiają monomery, które są połączone dwiema twarzami (dwoma ogniwami), aby wznieść się na krzywą wieżę.

To wiązanie monomerów jest znane jako polimeryzacja. Monomery tego samego lub różnych typów można łączyć, a liczba wiązań kowalencyjnych, które można ustalić z inną cząsteczką, określi strukturę polimeru, który tworzą (struktury liniowe, nachylone lub trójwymiarowe).

Istnieje ogromna różnorodność monomerów, wśród których są te pochodzenia naturalnego. Należą do nich i projektują cząsteczki organiczne zwane biomolekułami, obecne w strukturze żywych istot.

Na przykład aminokwasy, które tworzą białka; jednostki monosacharydowe węglowodanów; i mononukleotydy tworzące kwasy nukleinowe. Istnieją również syntetyczne monomery, które umożliwiają opracowanie niezliczonej liczby obojętnych produktów polimerowych, takich jak farby p tworzyw sztucznych.

Można wymienić dwa spośród tysięcy przykładów, które można podać, takich jak tetrafluoroetylen, który tworzy polimer znany jako teflon, lub monomery fenol i formaldehyd, które tworzą polimer zwany bakelitem.

Indeks

• 1 Charakterystyka monomerów
  • 1.1 Monomery są związane wiązaniami kowalencyjnymi
  • 1.2 Funkcjonalność monomerów i struktura polimeru
  • 1.3 Bifunkcjonalność: polimer liniowy
  • 1.4 Monomery wielofunkcyjne - polimery trójwymiarowe
• 2 Szkielet lub struktura centralna
  • 2.1 Z podwójnym wiązaniem między węglem a węglem
  • 2.2 Dwie grupy funkcjonalne w strukturze
• 3 Grupy funkcjonalne
• 4 Związek tych samych lub różnych monomerów
  • 4.1 Unia równych monomerów
  • 4.2 Związek różnych monomerów
• 5 Rodzaje monomerów
  • 5.1 Naturalne monomery
  • 5.2 Syntetyczne monomery
  • 5.3 Monomery polarne i polarne
  • 5.4 Monomery cykliczne lub liniowe
• 6 Przykłady
• 7 referencji

Charakterystyka monomerów

Monomery są związane wiązaniami kowalencyjnymi

Atomy, które uczestniczą w tworzeniu monomeru są utrzymywane razem przez silne i stabilne wiązania, takie jak wiązanie kowalencyjne. Ponadto monomery polimeryzują lub wiążą się z innymi cząsteczkami monomerycznymi przez te wiązania, dając siłę i stabilność polimerom.

Te wiązania kowalencyjne między monomerami mogą być tworzone przez reakcje chemiczne, które zależą od atomów tworzących monomer, obecność podwójnych wiązań i inne cechy, które mają strukturę monomeru.

Proces polimeryzacji może przebiegać przez jedną z trzech następujących reakcji: przez kondensację, dodanie lub przez wolne rodniki. Każdy z nich ma własne mechanizmy i sposób rozwoju.

Funkcjonalność monomerów i struktura polimeru

Monomer może być połączony z co najmniej dwiema innymi cząsteczkami monomeru. Ta właściwość lub charakterystyka to tak zwana funkcjonalność monomerów, która pozwala im być jednostkami strukturalnymi makrocząsteczek.

Monomery mogą być dwufunkcyjne lub wielofunkcyjne, w zależności od aktywnych lub reaktywnych miejsc monomeru; to znaczy atomy cząsteczki, które mogą uczestniczyć w tworzeniu wiązań kowalencyjnych z atomami innych cząsteczek lub monomerów.

Ta cecha jest również ważna, ponieważ jest ściśle związana ze strukturą polimerów, które tworzą, jak opisano poniżej.

Bifunkcjonalność: polimer liniowy

Monomery są dwufunkcyjne, gdy mają tylko dwa miejsca wiązania z innymi monomerami; to znaczy monomer może tworzyć tylko dwa wiązania kowalencyjne z innymi monomerami i tworzyć tylko polimery liniowe.

Wśród polimerów liniowych jako przykład można wymienić glikol etylenowy i aminokwasy.

Wielofunkcyjne monomery - trójwymiarowe polimery

Istnieją monomery, które można łączyć z więcej niż dwoma monomerami i są jednostkami strukturalnymi o większej funkcjonalności.

Nazywa się je wielofunkcyjnymi i są to te, które wytwarzają rozgałęzione, sieciowe lub trójwymiarowe makrocząsteczki polimerowe; jak na przykład polietylen.

Szkielet lub struktura centralna

Z podwójnym wiązaniem między węglem i węglem

Istnieją monomery, które w swojej strukturze stanowią centralny szkielet utworzony przez co najmniej dwa atomy węgla połączone podwójnym wiązaniem (C = C). 

Z kolei ten łańcuch lub struktura centralna ma atomy przyłączone bocznie, które mogą zmieniać się tworząc inny monomer. (R₂C = CR₂).

Jeśli którykolwiek z łańcuchów R jest zmodyfikowany lub zastąpiony, otrzymuje się inny monomer. Podobnie, gdy te nowe monomery zetkną się, utworzą inny polimer.

Można wymienić propylen jako przykład tej grupy monomerów (H₂C = CH₃H), tetrafluoroetylen (F₂C = CF₂) i chlorek winylu (H₂C = CClH).

Dwie grupy funkcjonalne w strukturze

Chociaż istnieją monomery, które mają jedną grupę funkcyjną, istnieje duża grupa monomerów, które mają dwie grupy funkcyjne w swojej strukturze.

Aminokwasy są tego dobrym przykładem. Mają grupę aminową (-NH₂) i grupa funkcyjna kwasu karboksylowego (-COOH) przyłączona do centralnego atomu węgla.

Ta cecha bycia dwufunkcyjnym monomerem daje również zdolność do tworzenia długich łańcuchów polimerów jako obecność podwójnych wiązań.

Grupy funkcjonalne

Ogólnie rzecz biorąc, właściwości polimerów są podawane przez atomy, które tworzą łańcuchy boczne monomerów. Łańcuchy te tworzą grupy funkcjonalne związków organicznych.

Istnieją rodziny związków organicznych, których właściwości są podane przez grupy funkcyjne lub łańcuchy boczne. Przykładem jest grupa funkcyjna kwasu karboksylowego R-COOH, grupa aminowa R-NH₂, alkohol R-OH, wśród wielu innych zaangażowanych w reakcje polimeryzacji.

Związek tych samych lub różnych monomerów

Unia równych monomerów

Monomery mogą tworzyć różne rodzaje polimerów. Możesz połączyć te same monomery lub tego samego typu i wygenerować tak zwane homopolimery.

Jako przykład można wymienić styren, polistyren tworzący monomer. Skrobia i celuloza są również przykładami homopolimerów utworzonych przez długie rozgałęzione łańcuchy monomeru glukozy.

Unia różnych monomerów

Połączenie różnych monomerów tworzy kopolimery. Jednostki są powtarzane w różnych liczbach, kolejności lub kolejności wzdłuż struktury łańcuchów polimerowych (A-B-B-B-A-A-B-A-A- ...).

Jako przykład kopolimerów można wymienić nylon, polimer utworzony przez powtarzalne jednostki dwóch różnych monomerów. Są to kwas dikarboksylowy i cząsteczka diaminy, które są połączone przez kondensację w proporcjach równomolowych (równe).

Różne monomery można również dodawać w nierównych proporcjach, takich jak tworzenie wyspecjalizowanego polietylenu, którego podstawową strukturą jest monomer 1-okten i monomer etylenowy.

Rodzaje monomerów

Istnieje wiele cech, które pozwalają na ustanowienie kilku rodzajów monomerów, wśród których wyróżniają się ich pochodzenie, funkcjonalność, struktura, rodzaj polimeru, który tworzą, sposób ich polimeryzacji i wiązania kowalencyjne.

Naturalne monomery

-Istnieją monomery pochodzenia naturalnego, takie jak izopren, który otrzymuje się z soku lub lateksu rośliny, a także monomeryczna struktura kauczuku naturalnego.

-Niektóre aminokwasy wytwarzane przez owady tworzą fibroinę lub białko jedwabiu. Istnieją również aminokwasy, które tworzą polimerową keratynę, która jest białkiem wełny wytwarzanym przez zwierzęta, takie jak owce.

-Wśród naturalnych monomerów są również podstawowe jednostki strukturalne biocząsteczek. Przykładowo monosacharydowa glukoza wiąże się z innymi cząsteczkami glukozy, tworząc między innymi różne rodzaje węglowodanów, takie jak skrobia, glikogen, celuloza..

-Z drugiej strony aminokwasy mogą tworzyć szeroki zakres polimerów znanych jako białka. Dzieje się tak, ponieważ istnieje dwadzieścia rodzajów aminokwasów, które mogą być połączone w dowolnej kolejności; w związku z tym formuje się jedno lub drugie białko o własnych cechach strukturalnych.

-Mononukleotydy, które tworzą makrocząsteczki zwane odpowiednio kwasami nukleinowymi DNA i RNA, są również bardzo ważnymi monomerami w tej kategorii.

Syntetyczne monomery

-Wśród sztucznych lub syntetycznych monomerów (które są liczne) można wymienić niektóre, z których wytwarzane są różne odmiany tworzyw sztucznych; taki jak chlorek winylu, który tworzy polichlorek winylu lub PVC; i gaz etylenowy (H₂C = CH₂) i jego polimer polietylenowy.

Wiadomo, że dzięki tym materiałom można budować różne pojemniki, butelki, artykuły gospodarstwa domowego, zabawki, materiały budowlane, między innymi..

-Monomer tetrafluoroetylenowy (F₂C = CF₂) znajduje się tworząc polimer znany i komercyjnie znany jako Teflon.

-Cząsteczka kaprolaktamu pochodząca z toluenu jest niezbędna do syntezy nylonu, między innymi.

-Istnieje kilka grup monomerów akrylowych, które są klasyfikowane według składu i funkcji. Wśród nich są między innymi akrylamid i metakrylamid, akrylan, akryle z fluorem.

Monomery polarne i polarne

Klasyfikacja ta jest dokonywana zgodnie z różnicą elektroujemności atomów tworzących monomer. Gdy występuje zauważalna różnica, tworzą się polarne monomery; na przykład polarne aminokwasy, takie jak treonina i asparagina.

Gdy różnica elektroujemności wynosi zero, monomery są niepolarne. Istnieją niepolarne aminokwasy, takie jak tryptofan, alanina, walina, między innymi; a także monomery apolarne, takie jak octan winylu.

Cykliczne lub liniowe monomery

Zgodnie z postacią lub organizacją atomów w strukturze monomerów można je sklasyfikować jako monomery cykliczne, takie jak prolina, tlenek etylenu; liniowy lub alifatyczny, taki jak aminokwas walina, glikol etylenowy wśród wielu innych.

Przykłady

Oprócz wymienionych już, dostępne są następujące dodatkowe przykłady monomerów:

-Formaldehyd

-Furfural

-Cardanol

-Galaktoza

-Styren

-Alkohol poliwinylowy

-Izopren

-Kwasy tłuszczowe

-Epoksydy

-I chociaż nie zostały wymienione, istnieją monomery, których struktury nie są gazowane, ale siarki, fosforu lub mają atomy krzemu.

Referencje

1. Carey F. (2006). Chemia organiczna (Wyd. 6). Meksyk: Mc Graw Hill.
2. Redakcja Encyclopedia Britannica. (29 kwietnia 2015 r.). Monomer: związek chemiczny. Zrobiono z: britannica.com
3. Mathews, Holde i Ahern. (2002). Biochemia (trzecie wydanie). Madryt: PEARSON
4. Polimery i monomery. Źródło: MateriałyWorldmodules.org
5. Wikipedia. (2018). Monomer. Zrobiono z: en.wikipedia.org