MONOMERI: ZNAČILNOSTI, VRSTE IN PRIMERI - KEMIJA - 2026

V monomeri so majhne ali preproste molekule, ki tvorijo osnovno ali bistveno konstrukcijsko enoto večje ali zapletene molekule, imenovane polimeri. Monomer je beseda grškega izvora, ki pomeni mono, eno in samo delno.

Ko se en monomer združi z drugim, nastane dimer. Če to povežemo z drugim monomerom, tvori trimer in tako naprej, dokler ne tvori kratkih verig, imenovanih oligomeri, ali daljših verig, ki jih imenujemo polimeri.

Vir: Ardonik preko Flickr-a

Monomeri se vežejo ali polimerizirajo tako, da tvorijo kemične vezi z deljenjem parov elektronov; to pomeni, da jih združujejo vezi kovalentnega tipa.

Na zgornji sliki kocke predstavljajo monomere, ki jih povezujeta dva obraza (dve vezi), da se ustvari nagnjen stolp.

Ta zveza monomerov je znana kot polimerizacija. Monomeri istega ali drugačnega tipa se lahko združijo in število kovalentnih vezi, ki jih lahko vzpostavijo z drugo molekulo, bo določilo strukturo polimera, ki ga tvorijo (linearne, nagnjene verige ali tridimenzionalne strukture).

Molestira polistirena. Primer Monomer (rdeči pravokotnik)

Obstaja velika raznolikost monomerov, med katerimi so tudi naravni. Te spadajo v organske molekule, imenovane biomolekule, in jih oblikujejo v strukturi živih bitij.

Na primer, aminokisline, ki sestavljajo beljakovine; monosaharidne enote ogljikovih hidratov; in mononukleotidi, ki tvorijo nukleinske kisline. Obstajajo tudi sintetični monomeri, ki omogočajo izdelavo nešteto raznovrstnih inertnih polimernih izdelkov, kot so barve in plastika.

Omenimo lahko dva izmed tisoč primerov, na primer tetrafluoroetilen, ki tvori polimer, znan kot teflon, ali monomere fenol in formaldehid, ki tvorita polimer, imenovan bakelit.

Monomerjeve značilnosti

Monomere povezujejo kovalentne vezi

Atomi, ki sodelujejo pri tvorbi monomera, so združeni z močnimi in stabilnimi vezmi, kot je kovalentna vez. Prav tako se monomeri polimerizirajo ali vežejo z drugimi monomernimi molekulami skozi te vezi, kar daje polimeru trdnost in stabilnost.

Te kovalentne vezi med monomeri se lahko tvorijo s kemičnimi reakcijami, ki bodo odvisne od atomov, ki sestavljajo monomer, prisotnosti dvojnih vezi in drugih lastnosti, ki imajo strukturo monomera.

Postopek polimerizacije je lahko z eno od treh naslednjih reakcij: s kondenzacijo, dodajanjem ali s prostimi radikali. Vsak od njih nosi svoje mehanizme in način rasti.

Monomerska funkcionalnost in struktura polimerov

Monomer se lahko veže z vsaj dvema molekerima monomeroma. Ta lastnost ali lastnost je tisto, kar se imenuje funkcionalnost monomerov, in je tisto, kar jim omogoča, da so strukturne enote makromolekul.

Monomeri so lahko bifunkcijski ali večnamenski, odvisno od aktivnih ali reaktivnih mest monomera; to je atomov molekule, ki lahko sodelujejo pri tvorbi kovalentnih vezi z atomi drugih molekul ali monomerov.

Pomembna je tudi ta lastnost, saj je tesno povezana s strukturo polimerov, ki jih sestavljajo, kot je podrobneje opisano spodaj.

Bifunkcionalnost: Linearni polimer

Monomeri so bifunkcionalni, če imajo samo dve vezni mesti z drugimi monomeri; to pomeni, da monomer lahko tvori samo dve kovalentni vezi z drugimi monomeri in tvori le linearne polimere.

Primeri linearnih polimerov vključujejo etilen glikol in aminokisline.

Polifunkcijski monomeri - tridimenzionalni polimeri

Obstajajo monomeri, ki jih je mogoče združiti z več kot dvema monomeroma in tvorijo strukturne enote z najvišjo funkcionalnostjo.

Imenujemo jih večnamenske in so tiste, ki proizvajajo razvejane, mrežne ali tridimenzionalne polimerne makromolekule; kot na primer polietilen.

Okostje ali osrednja struktura

Z dvojno vezjo med ogljikom in ogljikom

Obstajajo monomeri, ki imajo v svoji strukturi osrednje okostje, sestavljeno iz vsaj dveh atomov ogljika, povezanih z dvojno vezjo (C = C).

Ta veriga ali osrednja struktura ima stranske vezi atome, ki se lahko spremenijo v drug monomer. (R ₂ C = CR ₂ ).

Če je katera koli od R verig spremenjena ali zamenjana, dobimo drug monomer. Ko se ti novi monomeri združijo, bodo tvorili drugačen polimer.

Primeri te skupine monomerov propilen (H ₂ C = CH ₃ H), tetrafluoroetilena (F ₂ C = CF ₂ ) in vinil klorida (H ₂ C = CClH).

Dve funkcionalni skupini v strukturi

Čeprav obstajajo monomeri, ki imajo samo eno funkcionalno skupino, obstaja široka skupina monomerov, ki imajo v svoji strukturi dve funkcionalni skupini.

Aminokisline so dober primer tega. Imajo funkcionalno skupino amino (NH ₂ ) in karboksilne kisline funkcionalno skupino (-COOH) pritrjena na centralni atom ogljika.

Ta značilnost, da je funkcionalen monomer, mu daje tudi sposobnost oblikovanja dolgih polimernih verig, kot je prisotnost dvojnih vezi.

Funkcionalne skupine

Na splošno lastnosti, ki jih imajo polimeri, dajejo atomi, ki tvorijo stranske verige monomerov. Te verige sestavljajo funkcionalne skupine organskih spojin.

Obstajajo družine organskih spojin, katerih značilnosti dajejo funkcionalne skupine ali stranske verige. Primer je karboksilna kislina funkcionalna skupina R - COOH amino skupina R - NH ₂ , alkohol R - OH, med mnogimi drugimi, ki sodelujejo pri polimerizacijskih reakcij.

Zveza enakih ali različnih monomerov

Zveza enakih monomerov

Monomeri lahko tvorijo različne razrede polimerov. Monomere istega tipa ali iste vrste je mogoče združiti in ustvariti tako imenovane homopolimerje.

Kot primer lahko navedemo stiren, monomer, ki tvori polistiren. Škrob in celuloza sta tudi primera homopolimerov, sestavljenih iz dolgih razvejanih verig monomerne glukoze.

Zveza različnih monomerov

Spoj različnih monomerov tvori kopolimerje. Enote se ponavljajo v različnem številu, vrstnem redu ali zaporedju v celotni strukturi polimernih verig (ABBBAABAA-…).

Kot primer kopolimerov lahko navedemo najlon, polimer, ki ga tvorijo ponavljajoče se enote dveh različnih monomerov. To sta dikarboksilna kislina in diaminska molekula, ki sta združeni s kondenzacijo v ekvimolarnih (enakih) razmerjih.

Različni monomeri se lahko tudi združijo v neenakih razmerjih, kot v primeru tvorbe specializiranega polietilena, ki ima 1-oktenski monomer in monomer etilena kot svojo osnovno strukturo.

Vrste monomerov

Obstaja veliko značilnosti, ki omogočajo vzpostavitev različnih vrst monomerov, med katerimi izstopajo njihov izvor, funkcionalnost, struktura, vrsta polimera, ki ga tvorijo, kako polimerizirajo in njihove kovalentne vezi.

Naravni monomeri

- Obstajajo monomeri naravnega izvora, kot je izopren, ki se pridobiva iz soka ali lateksa rastlin in je tudi monomerna struktura naravnega kavčuka.

-Nekaj ​​aminokislin, ki jih proizvajajo žuželke, tvorijo fibroin ali svileni protein. Obstajajo tudi aminokisline, ki tvorijo polimer keratin, to je protein v volni, ki ga proizvajajo živali, kot so ovce.

-Več naravnih monomerov so tudi osnovne strukturne enote biomolekul. Monozaharidna glukoza se na primer veže z drugimi molekulami glukoze in tvori različne vrste ogljikovih hidratov, kot so škrob, glikogen, celuloza.

-Aminokisline lahko na drugi strani tvorijo širok spekter polimerov, znanih kot proteini. To je zato, ker obstaja dvajset vrst aminokislin, ki jih je mogoče povezati v poljubnem poljubnem vrstnem redu; in zato tvorijo enega ali drugega proteina s svojimi strukturnimi lastnostmi.

-Mononukleotidi, ki tvorijo makromolekule, imenovane DNA in RNA nukleinske kisline, so prav tako zelo pomembni monomeri v tej kategoriji.

Sintetični monomeri

-Za umetne ali sintetične monomere (ki jih je veliko), lahko omenimo nekatere, iz katerih so izdelane različne sorte plastike; kot vinil klorid, ki tvori polivinilklorid ali PVC; in etilen plin (H ₂ C = CH ₂ ), in njegova polietilen polimer.

Znano je, da je s temi materiali mogoče med drugim zgraditi najrazličnejše posode, steklenice, predmete za gospodinjstvo, igrače, gradbeni material.

-V tetrafluoroetilen monomera (F ₂ C = CF ₂ ) je dalo tvori polimer trgovini znani kot teflona.

-Molekula kaprolaktama, pridobljena iz toluena, je med številnimi drugimi bistvenega pomena za sintezo najlona.

- Obstaja več skupin akrilnih monomerov, ki so razvrščeni glede na sestavo in delovanje. Med njimi so akrilamid in metakrilamid, med drugim akrilat, akril s fluorom.

Nepolarni in polarni monomeri

Ta razvrstitev se izvede glede na elektronegativnost razlike atomov, ki sestavljajo monomer. Ko je opazna razlika, nastajajo polarni monomeri; na primer polarne aminokisline, kot sta treonin in asparagin.

Ko je razlika v elektronegativnosti enaka nič, so monomeri apolarni. Med drugim obstajajo nepolarne aminokisline, kot so triptofan, alanin, valin; in tudi apolarne monomere, kot je vinil acetat.

Ciklični ali linearni monomeri

Glede na obliko ali organizacijo atomov v strukturi monomerov jih lahko razvrstimo med ciklične monomere, kot so prolin, etilen oksid; linearni ali alifatski, kot je aminokislina valin, etilen glikol, med drugimi.

Primeri

Poleg že omenjenih so še dodatni primeri monomerov:

-Formaldehid

-Furfural

-Kardanol

-Glaktoza

-Stiren

-Polivinil alkohol

-Izopren

-Maščobne kisline

-Epoksidi

-In čeprav niso bili omenjeni, obstajajo monomeri, katerih strukture niso gazirane, ampak žveplovane, fosforne ali imajo atome silicija.

Reference

1. Carey F. (2006). Organska kemija. (6. izd.). Mehika: Mc Graw Hill.
2. Uredniki Enciklopedije Britannica. (2015, 29. april). Monomer: Kemična spojina. Vzeto iz: britannica.com
3. Mathews, Holde in Ahern. (2002). Biokemija (3. izd.). Madrid: PEARSON
4. Polimeri in monomeri. Pridobljeno iz: Materialsworldmodules.org
5. Wikipedija. (2018). Monomer. Izvedeno iz: en.wikipedia.org