MONOMERE: KJENNETEGN, TYPER OG EKSEMPLER - KJEMI - 2025

De monomerer som er små og enkle molekyler som utgjør den grunnleggende eller vesentlig strukturell enhet større eller komplekse molekyler som kalles polymerer. Monomer er et ord med gresk opprinnelse som betyr mono, en og bare en del.

Når en monomer blir sammen med en annen, dannes en dimer. Når denne igjen sammenfaller med en annen monomer, danner den en trimer, og så videre til den danner korte kjeder som kalles oligomerer, eller lengre kjeder som kalles polymerer.

Kilde: Ardonik via Flickr

Monomere binder eller polymeriserer ved å danne kjemiske bindinger ved å dele par elektroner; det vil si at de er forent av bindinger av kovalent type.

I det øvre bildet representerer kubene monomerer, som er koblet på to sider (to bindinger) for å gi opphav til et skjevt tårn.

Denne foreningen av monomerer er kjent som polymerisasjon. Monomerer av samme eller forskjellige type kan forbindes, og antallet kovalente bindinger som de kan etablere med et annet molekyl, vil bestemme strukturen til polymeren de danner (lineære, skrå kjeder eller tredimensjonale strukturer).

Polystyrenmolekyl. Monomereksempel (rødt rektangel)

Det er et stort utvalg av monomerer, blant dem er de med naturlig opprinnelse. Disse hører til og designer de organiske molekylene kalt biomolekyler, til stede i strukturen til levende vesener.

For eksempel aminosyrene som utgjør proteiner; monosakkaridenheter av karbohydrater; og mononukleotidene som utgjør nukleinsyrer. Det er også syntetiske monomerer, som gjør det mulig å produsere et utall forskjellige inerte polymerprodukter, for eksempel maling og plast.

To av de tusenvis av eksempler som kan gis kan nevnes, for eksempel tetrafluoroetylen, som danner polymeren kjent som Teflon, eller monomerene fenol og formaldehyd, som danner polymeren kalt Bakelite.

Monomerkarakteristikker

Monomerer er knyttet sammen med kovalente bindinger

Atomene som deltar i dannelsen av en monomer holdes sammen av sterke og stabile bindinger som den kovalente bindingen. Likeledes polymeriserer eller bindes monomerer med andre monomere molekyler gjennom disse bindinger, noe som gir polymerene styrke og stabilitet.

Disse kovalente bindinger mellom monomerer kan dannes ved kjemiske reaksjoner som vil avhenge av atomene som utgjør monomeren, tilstedeværelsen av dobbeltbindinger og andre egenskaper som har strukturen til monomeren.

Polymeriseringsprosessen kan foregå ved en av de tre følgende reaksjoner: ved kondensering, tilsetning eller ved frie radikaler. Hver av dem har sine egne mekanismer og vekstmodus.

Monomers funksjonalitet og Polymer struktur

En monomer kan binde seg med minst to andre monomermolekyler. Denne egenskapen eller egenskapen er det som er kjent som funksjonaliteten til monomerer, og er det som gjør at de kan være de strukturelle enhetene til makromolekyler.

Monomerene kan være bifunksjonelle eller polyfunksjonelle, avhengig av de aktive eller reaktive setene til monomeren; det vil si av atomene i molekylet som kan delta i dannelsen av kovalente bindinger med atomene til andre molekyler eller monomerer.

Denne egenskapen er også viktig, siden den er nært knyttet til strukturen til polymerene som utgjør, som beskrevet nedenfor.

Bifunksjonalitet: Lineær polymer

Monomerer er bifunksjonelle når de bare har to bindingssteder med andre monomerer; det vil si at monomeren bare kan danne to kovalente bindinger med andre monomerer og danne bare lineære polymerer.

Eksempler på lineære polymerer inkluderer etylenglykol og aminosyrer.

Polyfunksjonelle monomerer - tredimensjonale polymerer

Det er monomerer som kan forbindes med mer enn to monomerer og utgjør de strukturelle enhetene med den høyeste funksjonaliteten.

De kalles polyfunksjonelle og er de som produserer forgrenede, nettverk eller tredimensjonale polymere makromolekyler; som for eksempel polyetylen.

Skjelett eller sentral struktur

Med dobbeltbinding mellom karbon og karbon

Det er monomerer som har et sentralt skjelett i strukturen som består av minst to karbonatomer forbundet med en dobbeltbinding, (C = C).

I sin tur har denne kjeden eller den sentrale strukturen sidebundne atomer som kan endre seg for å danne en annen monomer. (R ₂ C = CR ₂ ).

Hvis noen av R-kjedene er modifisert eller substituert, oppnås en annen monomer. Når disse nye monomerer kommer sammen, vil de også danne en annen polymer.

Eksempler på denne gruppen av monomerer er propylen (H ₂ C = CH, ₃ H), tetrafluoretylen (F _2- C = CF ₂ ) og vinylklorid (H ₂ C = CClH).

To funksjonelle grupper i strukturen

Selv om det er monomerer som bare har en funksjonell gruppe, er det en bred gruppe monomerer som har to funksjonelle grupper i sin struktur.

Aminosyrer er et godt eksempel på dette. De har en amino-funksjonell gruppe (-NH ₂ ), og karboksylsyre-funksjonell gruppe (-COOH) som er festet til et sentralt karbonatom.

Denne egenskapen ved å være en difunksjonell monomer gir den også muligheten til å danne lange polymerkjeder slik som tilstedeværelsen av dobbeltbindinger.

Funksjonelle grupper

Generelt er egenskapene som tilstedeværende polymerer er gitt av atomene som danner sidekjedene til monomerene. Disse kjedene utgjør de funksjonelle gruppene av organiske forbindelser.

Det er familier av organiske forbindelser hvis egenskaper er gitt av funksjonelle grupper eller sidekjeder. Et eksempel er den karboksylsyrefunksjonell gruppe R - COOH, amino-gruppen R - NH ₂ , alkoholen R - OH, blant mange andre som deltar i polymerisasjonsreaksjoner.

Forening av samme eller forskjellige monomerer

Forening av likeverdige monomerer

Monomerer kan danne forskjellige klasser av polymerer. Monomerer av samme type eller av samme type kan forenes og generere såkalte homopolymerer.

Som eksempel kan nevnes styren, monomeren som danner isopor. Stivelse og cellulose er også eksempler på homopolymerer som består av lange forgrenede kjeder av monomerglukosen.

Forening av forskjellige monomerer

Forbundet mellom forskjellige monomerer danner kopolymerene. Enhetene gjentas i forskjellige antall, rekkefølge eller sekvens gjennom strukturen til polymerkjedene (ABBBAABAA- …).

Som et eksempel på kopolymerer kan nylon, en polymer dannet av repeterende enheter med to forskjellige monomerer, nevnes. Dette er dikarboksylsyren og et diaminmolekyl som forbindes via kondens i likeverdige (like) proporsjoner.

Ulike monomerer kan også forbindes i ulik proporsjon, som i tilfelle dannelse av en spesialisert polyetylen med 1-oktenmonomeren pluss etylenmonomeren som dens grunnleggende struktur.

Typer monomerer

Det er mange egenskaper som gjør det mulig å etablere forskjellige typer monomerer, inkludert deres opprinnelse, funksjonalitet, struktur, typen polymer de danner, hvordan de polymeriserer og deres kovalente bindinger.

Naturlige monomerer

-Det er monomerer av naturlig opprinnelse som isopren, som er oppnådd fra plantenes saft eller latex, og som også er den monomere strukturen til naturgummi.

-Noen aminosyrer produsert av insekter danner fibroin eller silkeprotein. Det er også aminosyrer som danner polymeren keratin, som er proteinet i ull produsert av dyr som sauer.

-Lenge de naturlige monomerer er også de grunnleggende strukturelle enhetene til biomolekyler. Monosakkaridglukosen binder for eksempel sammen med andre glukosemolekyler for å danne forskjellige typer karbohydrater som stivelse, glykogen, cellulose, blant andre.

-Aminosyrer kan derimot danne et bredt spekter av polymerer kjent som proteiner. Dette er fordi det er tjue typer aminosyrer, som kan kobles i hvilken som helst vilkårlig rekkefølge; og derfor ender de opp med å danne et eller annet protein med sine egne strukturelle egenskaper.

-Mononukleotider, som danner henholdsvis makromolekylene kalt DNA- og RNA-nukleinsyrer, er også veldig viktige monomerer i denne kategorien.

Syntetiske monomerer

-Blandt de kunstige eller syntetiske monomerer (som er mange), kan vi nevne noen som forskjellige varianter av plast er laget med; som vinylklorid, som danner polyvinylklorid eller PVC; og etylengass (H _2- C = CH ₂ ), og dens polyetylenpolymer.

Det er velkjent at med disse materialene kan det bygges et bredt utvalg av containere, flasker, husholdningsgjenstander, leker, byggematerialer.

-Den tetrafluorethylen monomer (F _2- C = CF ₂ ) er funnet å danne polymer som er kjent i handelen som teflon.

-Kaprolaktam-molekylet avledet fra toluen er essensielt for syntese av nylon, blant mange andre.

-Det er flere grupper akrylmonomerer som er klassifisert i henhold til sammensetning og funksjon. Blant disse er blant annet akrylamid og metakrylamid, akrylat, akryl med fluor.

Ikke-polare og polare monomerer

Denne klassifiseringen utføres i henhold til elektronegativitetsforskjellen til atomene som utgjør monomeren. Når det er en merkbar forskjell, dannes polare monomerer; for eksempel polare aminosyrer som treonin og asparagin.

Når elektronegativitetsforskjellen er null, er monomerene apolare. Det er ikke-polare aminosyrer som tryptofan, alanin, valin, blant andre; og også apolare monomerer som vinylacetat.

Sykliske eller lineære monomerer

I henhold til formen eller organiseringen av atomer i strukturen til monomerer, kan disse klassifiseres som sykliske monomerer, så som prolin, etylenoksyd; lineær eller alifatisk, for eksempel aminosyren valin, etylenglykol blant mange andre.

eksempler

I tillegg til de allerede nevnte, er det følgende tilleggseksempler på monomerer:

formaldehyd-

-Furfural

-Cardanol

-Galactose

styren

-Polyvinylalkohol

-Isoprene

-Fettsyrer

-Epoxides

Selv om de ikke ble nevnt, er det monomerer hvis strukturer ikke er kullsyreholdige, men sulfuriserte, fosforholdige eller har silisiumatomer.

referanser

1. Carey F. (2006). Organisk kjemi. (6. utg.). Mexico: Mc Graw Hill.
2. Redaktørene av Encyclopedia Britannica. (2015, 29. april). Monomer: kjemisk forbindelse. Hentet fra: britannica.com
3. Mathews, Holde og Ahern. (2002). Biokjemi (3. utg.). Madrid: PEARSON
4. Polymerer og mononomer. Gjenopprettet fra: materialsworldmodules.org
5. Wikipedia. (2018). Monomer. Hentet fra: en.wikipedia.org