- Monomerkarakteristika
- Monomerer er forbundet med kovalente bindinger
- Monomers funktionalitet og Polymer struktur
- Bifunktionalitet: Lineær polymer
- Polyfunktionelle monomerer - tredimensionelle polymerer
- Skelet eller central struktur
- Med dobbeltbinding mellem kulstof og kulstof
- To funktionelle grupper i strukturen
- Funktionelle grupper
- Union af samme eller forskellige monomerer
- Union af lige monomerer
- Forening af forskellige monomerer
- Typer monomerer
- Naturlige monomerer
- Syntetiske monomerer
- Ikke-polære og polære monomerer
- Cykliske eller lineære monomerer
- eksempler
- Referencer
De monomerer er små eller simple molekyler, som udgør det grundlæggende eller væsentlig strukturel enhed større eller komplekse molekyler kaldet polymerer. Monomer er et ord af græsk oprindelse, der betyder mono, en og en del.
Når en monomer slutter sig til en anden, dannes en dimer. Ved at sammenføje dette igen med en anden monomer, danner det en trimmer, og så videre, indtil det danner korte kæder, der kaldes oligomerer, eller længere kæder, der kaldes polymerer.
Kilde: Ardonik via Flickr
Monomere binder eller polymeriserer ved at danne kemiske bindinger ved at dele par elektroner; det vil sige, de er forenet med bindinger af kovalent type.
På billedet ovenfor repræsenterer terningerne monomererne, som er forbundet med to flader (to bindinger) for at give anledning til et skæve tårn.
Denne forening af monomerer er kendt som polymerisation. Monomerer af den samme eller forskellige type kan forbindes, og antallet af kovalente bindinger, som de kan etablere med et andet molekyle, bestemmer strukturen af den polymer, de danner (lineære kæder, skrå eller tredimensionelle strukturer).
Polystyrenmolekyle. Monomereksempel (rødt rektangel)
Der er en lang række monomerer, blandt dem af naturlig oprindelse. Disse hører til og designer de organiske molekyler kaldet biomolekyler, der er til stede i strukturen af levende væsener.
For eksempel aminosyrerne, der udgør proteiner; monosaccharidenhederne af kulhydrater; og mononukleotiderne, der udgør nukleinsyrer. Der er også syntetiske monomerer, der gør det muligt at fremstille en utallig række inerte polymerprodukter, såsom maling og plast.
To af de tusinder af eksempler, der kan gives, kan nævnes, såsom tetrafluoroethylen, der danner polymeren kendt som Teflon, eller monomererne phenol og formaldehyd, der danner polymeren kaldet Bakelite.
Monomerkarakteristika
Monomerer er forbundet med kovalente bindinger
Atomer, der deltager i dannelsen af en monomer, holdes sammen af stærke og stabile bindinger, såsom den kovalente binding. Ligeledes polymeriserer eller binder monomerer med andre monomere molekyler gennem disse bindinger, hvilket giver polymererne styrke og stabilitet.
Disse kovalente bindinger mellem monomerer kan dannes ved kemiske reaktioner, der afhænger af de atomer, der udgør monomeren, tilstedeværelsen af dobbeltbindinger og andre egenskaber, der har strukturen af monomeren.
Polymerisationsprocessen kan ske ved en af de tre følgende reaktioner: ved kondensation, tilsætning eller ved frie radikaler. Hver af dem bærer sine egne mekanismer og væksttilstand.
Monomers funktionalitet og Polymer struktur
En monomer kan binde med mindst to andre monomermolekyler. Denne egenskab eller egenskab er det, der er kendt som funktionaliteten af monomerer, og er det, der tillader dem at være de strukturelle enheder af makromolekyler.
Monomererne kan være bifunktionelle eller polyfunktionelle, afhængigt af de aktive eller reaktive steder i monomeren; det vil sige af molekylets atomer, der kan deltage i dannelsen af kovalente bindinger med atomerne i andre molekyler eller monomerer.
Denne egenskab er også vigtig, da den er tæt knyttet til strukturen af de polymerer, der udgør, som beskrevet nedenfor.
Bifunktionalitet: Lineær polymer
Monomerer er bifunktionelle, når de kun har to bindingssteder med andre monomerer; dvs. monomeren kan kun danne to kovalente bindinger med andre monomerer og danne kun lineære polymerer.
Eksempler på lineære polymerer inkluderer ethylenglycol og aminosyrer.
Polyfunktionelle monomerer - tredimensionelle polymerer
Der er monomerer, der kan forbindes med mere end to monomerer og udgør de strukturelle enheder med den højeste funktionalitet.
De kaldes polyfunktionelle og er dem, der producerer forgrenede, netværksmæssige eller tredimensionelle polymere makromolekyler; som f.eks. polyethylen.
Skelet eller central struktur
Med dobbeltbinding mellem kulstof og kulstof
Der er monomerer, der i deres struktur har et centralt skelet bestående af mindst to carbonatomer forbundet med en dobbeltbinding (C = C).
Til gengæld har denne kæde eller centrale struktur sidebundne atomer, der kan ændres til at danne en anden monomer. (R 2 C = CR 2).
Hvis en af R-kæderne er modificeret eller substitueret, opnås en anden monomer. Når disse nye monomerer mødes, danner de også en anden polymer.
Eksempler på denne gruppe af monomerer er propylen (H 2 C = CH 3 H), tetrafluorethylen (F 2 C = CF 2) og vinylchlorid (H 2 C = CClH).
To funktionelle grupper i strukturen
Selvom der er monomerer, der kun har en funktionel gruppe, er der en bred gruppe monomerer, der har to funktionelle grupper i deres struktur.
Aminosyrer er et godt eksempel på dette. De har en aminofunktionel gruppe (-NH 2), og den funktionelle carboxylsyregruppe (-COOH) fastgjort til en central carbonatom.
Denne egenskab ved at være en difunktionel monomer giver den også muligheden for at danne lange polymerkæder, såsom tilstedeværelsen af dobbeltbindinger.
Funktionelle grupper
Generelt er de egenskaber, som tilstedeværende polymerer er, givet af de atomer, der danner sidekæderne af monomerer. Disse kæder udgør de funktionelle grupper af organiske forbindelser.
Der er familier af organiske forbindelser, hvis egenskaber er givet af de funktionelle grupper eller sidekæder. Et eksempel er den funktionelle carboxylsyregruppe R - COOH, aminogruppen R - NH 2, alkoholen R - OH, blandt mange andre, der deltager i polymerisationsreaktioner.
Union af samme eller forskellige monomerer
Union af lige monomerer
Monomerer kan danne forskellige klasser af polymerer. Monomerer af samme type eller af samme type kan forenes og generere såkaldte homopolymerer.
Som eksempel kan nævnes styren, den monomer, der danner polystyren. Stivelse og cellulose er også eksempler på homopolymerer, der består af lange forgrenede kæder af monomerglukosen.
Forening af forskellige monomerer
Sammensætningen af forskellige monomerer danner copolymererne. Enhederne gentages i forskellige antal, rækkefølge eller sekvens gennem strukturen af polymerkæderne (ABBBAABAA-…).
Som et eksempel på copolymerer kan nylon, en polymer dannet ved gentagne enheder af to forskellige monomerer, nævnes. Disse er dicarboxylsyren og et diaminmolekyle, som forbindes via kondensation i ækvimolære (lige) forhold.
Forskellige monomerer kan også forbindes i forskellige proportioner, som i tilfælde af dannelse af en specialiseret polyethylen, der har 1-octenmonomeren plus ethylenmonomeren som dens basiske struktur.
Typer monomerer
Der er mange karakteristika, der tillader etablering af forskellige typer monomerer, herunder deres oprindelse, funktionalitet, struktur, typen af polymer, de danner, hvordan de polymeriserer og deres kovalente bindinger.
Naturlige monomerer
-Der er monomerer af naturlig oprindelse, såsom isopren, der fås fra plantesaft eller latex, og som også er den monomere struktur af naturgummi.
-Nogle aminosyrer produceret af insekter danner fibroin eller silkeprotein. Der er også aminosyrer, der danner polymeren keratin, som er proteinet i uld produceret af dyr som får.
-Længere af de naturlige monomerer er også de grundlæggende strukturelle enheder af biomolekyler. Monosaccharidglukosen binder for eksempel med andre glukosemolekyler til dannelse af forskellige typer kulhydrater, såsom stivelse, glycogen, cellulose, blandt andre.
-Aminosyrer kan på den anden side danne en lang række polymerer kendt som proteiner. Dette skyldes, at der er tyve typer aminosyrer, der kan forbindes i enhver vilkårlig rækkefølge; og derfor ender de med at danne et eller andet protein med dets egne strukturelle egenskaber.
-Mononukleotider, der danner henholdsvis makromolekylerne kaldet DNA- og RNA-nukleinsyrer, er også meget vigtige monomerer inden for denne kategori.
Syntetiske monomerer
-Blandt de kunstige eller syntetiske monomerer (som er adskillige), kan vi nævne nogle, hvormed der fremstilles forskellige sorter af plast; som vinylchlorid, der danner polyvinylchlorid eller PVC; og ethylengas (H 2 C = CH 2), og dens polyethylenpolymer.
Det er velkendt, at med disse materialer kan der bygges en lang række containere, flasker, husholdningsgenstande, legetøj, byggematerialer.
-Den tetrafluorethylen monomer (F 2 C = CF 2) findes der danner polymeren kommercielt kendt som Teflon.
-Kaprolactam-molekylet afledt af toluen er essentielt for syntese af nylon blandt mange andre.
-Der er flere grupper af akrylmonomerer, der er klassificeret efter sammensætning og funktion. Blandt disse er blandt andet akrylamid og methacrylamid, acrylat, akryl med fluor.
Ikke-polære og polære monomerer
Denne klassificering udføres i henhold til elektronegativitetsforskellen for de atomer, der udgør monomeren. Når der er en mærkbar forskel, dannes polære monomerer; for eksempel polære aminosyrer, såsom threonin og asparagin.
Når elektronegativitetsforskellen er nul, er monomererne apolære. Der er ikke-polære aminosyrer, såsom tryptophan, alanin, valin, blandt andre; og også apolære monomerer, såsom vinylacetat.
Cykliske eller lineære monomerer
I henhold til formen eller organiseringen af atomer inden for strukturen af monomerer kan disse klassificeres som cykliske monomerer, såsom prolin, ethylenoxid; lineær eller alifatisk, såsom aminosyren valin, ethylenglycol blandt mange andre.
eksempler
Ud over de allerede nævnte er der følgende yderligere eksempler på monomerer:
-Formaldehyde
-Furfural
-Cardanol
galactose
-styren
-Polyvinylalkohol
-Isoprene
-Fedtsyrer
-Epoxides
-Selv om de ikke blev nævnt, er der monomerer, hvis strukturer ikke er kulsyreholdige, men sulfuriserede, fosforholdige eller har siliciumatomer.
Referencer
- Carey F. (2006). Organisk kemi. (6. udgave). Mexico: Mc Graw Hill.
- Redaktørerne af Encyclopedia Britannica. (2015, 29. april). Monomer: kemisk forbindelse. Taget fra: britannica.com
- Mathews, Holde og Ahern. (2002). Biokemi (3. udg.). Madrid: PEARSON
- Polymerer og monomerer. Gendannes fra: materialsworldmodules.org
- Wikipedia. (2018). Monomer. Taget fra: en.wikipedia.org