- A monomer tulajdonságai
- A monomereket kovalens kötések kötik össze
- A monomerek funkcionalitása és a polimer szerkezete
- Bifunkcionalitás: Lineáris polimer
- Polifunkciós monomerek - háromdimenziós polimerek
- Csontváz vagy központi szerkezet
- Kettős kötés a szén és a szén között
- Két funkcionális csoport a szerkezetben
- Funkcionális csoportok
- Ugyanazon vagy különböző monomerek uniója
- Az egyenlő monomerek uniója
- Különböző monomerek uniója
- A monomerek típusai
- Természetes monomerek
- Szintetikus monomerek
- Nem poláris és poláris monomerek
- Ciklikus vagy lineáris monomerek
- Példák
- Irodalom
A monomerek kicsi vagy egyszerű molekulák, amelyek az alapvető vagy esszenciális szerkezeti egység nagyobb vagy komplex molekulákat alkotnak, úgynevezett polimerek. A Monomer egy görög eredetű szó, amely monó, egy és puszta részet jelent.
Amint az egyik monomer csatlakozik a másikhoz, dimer képződik. Amikor ez viszont összekapcsolódik egy másik monomerrel, egy trimert képez és így tovább, amíg oligomereknek nevezett rövid láncok, vagy hosszabb láncok, amelyeket polimereknek neveznek.
Forrás: Ardonik a Flickr-en keresztül
A monomerek kémiai kötések kialakításával kötnek vagy polimerizálódnak elektronpárok megosztásával; vagyis őket kovalens kötések egyesítik.
A fenti képen a kockák a monomereket ábrázolják, amelyeket két oldal (két kötés) köt össze, hogy egy ferde torony alakuljon ki.
Ezt a monomerek egyesülését polimerizációnak nevezik. Ugyanazon vagy eltérő típusú monomereket lehet csatlakoztatni, és egy másik molekulával létrehozható kovalens kötések száma meghatározza az általuk képzett polimer szerkezetét (lineáris, ferde láncok vagy háromdimenziós struktúrák).
Polisztirol molekula. Monomer példa (piros téglalap)
A monomerek széles választéka létezik, köztük a természetes eredetű monomerek is. Ezek a biomolekuláknak nevezett szerves molekulákhoz tartoznak és megtervezik azokat, amelyek jelen vannak az élőlények szerkezetében.
Például a fehérjéket alkotó aminosavak; a szénhidrátok monoszacharid egységei; és a nukleinsavakat alkotó mononukleotidok. Vannak olyan szintetikus monomerek is, amelyek számtalan különféle inert polimer termék, például festékek és műanyagok előállítását teszik lehetővé.
Az ezer példa közül kettőt megemlíthetünk, például a tetrafluor-etilént, amely Teflon néven ismert polimert alkot, vagy a fenol és formaldehid monomereit, amelyek a Bakelit nevű polimert alkotják.
A monomer tulajdonságai
A monomereket kovalens kötések kötik össze
A monomerek képződésében részt vevő atomokat erős és stabil kötés tartja össze, például a kovalens kötés. Hasonlóképpen, a monomerek ezen kötésen keresztül polimerizálódnak vagy kapcsolódnak más monomer molekulákhoz, így a polimerek szilárdságot és stabilitást biztosítanak.
Ezeket a kovalens kötéseket a monomerek között kémiai reakciókkal képezhetjük, amelyek a monomert alkotó atomoktól, a kettős kötések jelenlététől és a monomer szerkezetét jellemző egyéb jellemzőktől függnek.
A polimerizációs eljárás a következő három reakció egyikével történhet: kondenzációval, addícióval vagy szabad gyökökkel. Mindegyikük hordozza a saját mechanizmusait és növekedési módját.
A monomerek funkcionalitása és a polimer szerkezete
Egy monomer köthet legalább két másik monomer molekulával. Ez a tulajdonság vagy jellemző az, amit monomerek funkcionalitásának neveznek, és lehetővé teszi számukra, hogy a makromolekulák szerkezeti egységei legyenek.
A monomerek lehetnek bifunkcionálisak vagy többfunkciósak, a monomer aktív vagy reaktív helyeitől függően; vagyis a molekula azon atomjait, amelyek részt vehetnek kovalens kötések kialakításában más molekulák vagy monomerek atomjaival.
Ez a tulajdonság szintén fontos, mivel szorosan kapcsolódik az alkotó polimerek szerkezetéhez, amint azt alább részletezzük.
Bifunkcionalitás: Lineáris polimer
A monomerek akkor bifunkcionálisak, ha csak két kötési helyük van más monomerekkel; vagyis a monomer csak két kovalens kötést képezhet más monomerekkel, és csak lineáris polimereket képezhet.
Lineáris polimerek például az etilénglikol és az aminosavak.
Polifunkciós monomerek - háromdimenziós polimerek
Vannak olyan monomerek, amelyek több mint két monomerrel összekapcsolhatók és a legnagyobb funkcionalitású szerkezeti egységeket képezik.
Polifunkciósként nevezik őket, és elágazó, hálózati vagy háromdimenziós polimer makromolekulákat állítanak elő; mint például a polietilén.
Csontváz vagy központi szerkezet
Kettős kötés a szén és a szén között
Vannak olyan monomerek, amelyek szerkezetében központi csontváz található, amely legalább két szénatomból áll, amelyeket kettős kötés (C = C) köt össze.
Ennek a láncnak vagy a központi struktúrának viszont oldalirányban kötött atomjai vannak, amelyek megváltozhatnak egy másik monomer kialakulásához. (R 2 C = CR 2).
Ha az R-láncok bármelyike módosult vagy szubsztituált, akkor más monomert kapunk. Ezen új monomerek összekapcsolásakor más polimert képeznek.
Példák ez a csoport a monomerek a propilénglikol (H 2 C = CH 3 H), tetrafluor-etilén (F 2 C = CF 2) és vinil-klorid (H 2 C = CClH).
Két funkcionális csoport a szerkezetben
Bár vannak olyan monomerek, amelyeknek csak egy funkcionális csoportja van, létezik egy olyan monomercsoport, amelynek szerkezetében két funkcionális csoport van.
Az aminosavak erre jó példa. Van egy amino funkciós csoportot (-NH 2), és a karbonsav funkciós csoportot (-COOH) kapcsolódik egy központi szénatomhoz.
Ez a tulajdonság, hogy egy difunkcionális monomer, hosszú távú polimer láncok kialakítására képes, például kettős kötések jelenlétében.
Funkcionális csoportok
Általában a polimerek tulajdonságait az atomok adják, amelyek a monomerek oldalláncát képezik. Ezek a láncok alkotják a szerves vegyületek funkcionális csoportjait.
Vannak olyan szerves vegyületek családjai, amelyek jellemzőit a funkcionális csoportok vagy az oldalláncok adják. Ennek egyik példája a karbonsav funkciós csoportot R - COOH, az amino-csoport R - NH 2, az alkohol R - OH, a sok közül, hogy részt vegyenek a polimerizációs reakciókban.
Ugyanazon vagy különböző monomerek uniója
Az egyenlő monomerek uniója
A monomerek különböző polimerek osztályait képezhetik. Az azonos típusú vagy azonos típusú monomerek egyesíthetők és úgynevezett homopolimereket képezhetnek.
Példaként megemlíthetjük a sztirolt, a polisztirolt alkotó monomert. A keményítő és a cellulóz szintén példák a homopolimerekre, amelyek a monomer glükóz hosszú elágazó láncaiból állnak.
Különböző monomerek uniója
A kopolimereket a különféle monomerek egyesítése képezi. Az egységeket különböző számban, sorrendben vagy sorrendben megismételjük a polimer láncok szerkezetében (ABBBAABAA-…).
A kopolimerekre példaként említhetjük a nejont, egy olyan polimert, amely két különböző monomer ismétlődő egységeiből áll. Ezek a dikarbonsav és egy diamin molekula, amelyek kondenzáción keresztül ekvimoláris (egyenlő) arányban kapcsolódnak össze.
Különböző monomereket is lehet egyenlőtlen arányban összekapcsolni, például olyan speciális polietilén képződése esetén, amelynek alapszerkezete az 1-oktén-monomer és az etilén-monomer tartozik.
A monomerek típusai
Számos olyan tulajdonság létezik, amelyek lehetővé teszik a különféle típusú monomerek létrehozását, köztük származásuk, funkcionalitásuk, szerkezetük, polimer típusuk, polimerizációs módjuk és kovalens kötéseik.
Természetes monomerek
- Vannak természetes eredetű monomerek, például izoprén, amelyet a növények sapjából vagy latexéből nyernek, és amely szintén a természetes gumi monomer szerkezete.
-A rovarok által termelt bizonyos aminosavak fibroint vagy selyemfehérjét képeznek. Vannak olyan aminosavak is, amelyek képezik a keratint, amely az állatok, például juhok által termelt gyapjúfehérje.
-A természetes monomerek között a biomolekulák alapvető szerkezeti egységei is. A glükóz-monoszacharid például más glükózmolekulákkal kötődik, különféle típusú szénhidrátokat képezve, például keményítőt, glikogént, cellulózt.
- Az aminosavak viszont sokféle polimert képezhetnek, mint fehérjék. Ennek oka az, hogy húsz aminosavtípus létezik, amelyek bármilyen tetszőleges sorrendben összekapcsolhatók; és ezért végül egy vagy másik fehérjét képeznek, amelynek saját szerkezeti jellemzői vannak.
-A mononukleotidok, amelyek képezik a makromolekulákat, amelyeket DNS-nek és RNS-nukleinsavaknak neveznek, szintén nagyon fontos monomerek ebben a kategóriában.
Szintetikus monomerek
-A mesterséges vagy szintetikus monomerek között (amelyek számos) megemlíthetünk néhányat, amelyekkel különféle műanyagok készülnek; mint a vinil-klorid, amely polivinil-kloridot vagy PVC-t képez; és etilén gáz (H 2 C = CH 2), és annak polietilén polimer.
Köztudott, hogy ezekkel az anyagokkal különféle konténerek, palackok, háztartási tárgyak, játékok, építőanyagok építhetők.
-A tetrafluor-etilén monomert (F 2 C = CF 2) megtalálható a polimert alkotó ismert, kereskedelmi forgalomban például a teflon.
-A toluolból származó kaprolaktám molekula, többek között, nélkülözhetetlen a nejlon szintéziséhez.
-Akril-monomerek számos csoportja van, amelyeket összetételük és funkciójuk szerint osztályoznak. Ezek között szerepel többek között az akril-amid és a metakril-amid, az akrilát, a fluorral alkotott akrilcsoportok.
Nem poláris és poláris monomerek
Ezt a besorolást a monomer alkotó atomok elektronegativitási különbsége alapján hajtjuk végre. Ha észrevehető különbség van, poláris monomerek képződnek; például poláris aminosavak, például treonin és aszparagin.
Ha az elektronegativitási különbség nulla, a monomerek apolárisak. Vannak nem poláros aminosavak, mint például triptofán, alanin, valin; és apoláris monomerek, például vinil-acetát is.
Ciklikus vagy lineáris monomerek
Az atomok alakja vagy szerkezete szerint a monomerek szerkezetében ezek ciklikus monomerekként osztályozhatók, például prolin, etilén-oxid; lineáris vagy alifás, így például a valin aminosav, az etilénglikol, többek között.
Példák
A már említetteken kívül a következő további monomer példák találhatók:
-Formaldehid
-Furfural
-Cardanol
-Galactose
sztirol
-Polivinil-alkohol
-Isoprene
-Zsírsavak
epoxidokból
- És noha nem említik őket, vannak olyan monomerek, amelyek szerkezete nem szénsavas, hanem kéntelen, foszfor vagy szilíciumatommal rendelkezik.
Irodalom
- Carey F. (2006). Szerves kémia. (6. kiadás). Mexikó: Mc Graw Hill.
- Az Encyclopedia Britannica szerkesztői. (2015, április 29.). Monomer: kémiai vegyület. Forrás: britannica.com
- Mathews, Holde és Ahern. (2002). Biokémia (3. kiadás). Madrid: PEARSON
- Polimerek és monomerek. Helyreállítva a következőből: materialsworldmodules.org
- Wikipedia. (2018). Monomer. Forrás: en.wikipedia.org