MONOMERAI: CHARAKTERISTIKOS, TIPAI IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Kad monomerai yra mažos arba paprastas molekulės, kurie sudaro bazinis arba esminį struktūrinį vienetą didesnį arba sudėtingas molekules, vadinamų polimerai. Monomeras yra graikų kilmės žodis, reiškiantis viengubą ir vienintelę dalį.

Kai vienas monomeras jungiasi su kitu, susidaro dimeris. Jungdamas tai savo ruožtu su kitu monomeru, jis sudaro trimerį ir panašiai, kol susidaro trumpos grandinės, vadinamos oligomerais, arba ilgesnės grandinės, vadinamos polimerais.

Šaltinis: „Ardonik“ per „Flickr“

Monomerai jungiasi arba polimerizuojasi sudarydami cheminius ryšius dalijantis elektronų poromis; tai yra, juos vienija kovalentinio tipo jungtys.

Aukščiau esančiame paveikslėlyje kubeliai žymi monomerus, kurie yra sujungti dviem veidais (dviem jungtimis), kad atsirastų pasviręs bokštas.

Ši monomerų sąjunga yra žinoma kaip polimerizacija. Gali būti sujungti to paties ar skirtingo tipo monomerai, o kovalentinių ryšių, kuriuos jie gali užmegzti su kita molekule, skaičius lems jų sudaryto polimero struktūrą (linijinės, pasvirusios grandinės ar trimatės struktūros).

Polistireno molekulė. Monomero pavyzdys (raudonas stačiakampis)

Yra daugybė monomerų, tarp kurių yra ir natūralios kilmės. Jie priklauso organinėms molekulėms, vadinamoms biomolekulėmis, esančioms gyvų būtybių struktūroje.

Pavyzdžiui, aminorūgštys, kurios sudaro baltymus; angliavandenių monosacharidų vienetus; ir mononukleotidai, kurie sudaro nukleorūgštis. Taip pat yra sintetinių monomerų, kurie leidžia gaminti nesuskaičiuojamą kiekį inertiškų polimerinių gaminių, tokių kaip dažai ir plastikai.

Galima paminėti du iš tūkstančių pavyzdžių, tokių kaip tetrafluoretilenas, kuris sudaro polimerą, vadinamą teflonu, arba fenolio ir formaldehido monomerai, kurie sudaro polimerą, vadinamą Bakelite.

Monomerų charakteristikos

Monomerus jungia kovalentiniai ryšiai

Atomai, kurie dalyvauja formuojant monomerą, yra laikomi kartu tvirtais ir stabiliais ryšiais, tokiais kaip kovalentinis ryšys. Taip pat monomerai per šias jungtis polimerizuojasi arba jungiasi su kitomis monomerų molekulėmis, suteikdami polimerams stiprumą ir stabilumą.

Šie kovalentiniai ryšiai tarp monomerų gali būti suformuoti vykdant chemines reakcijas, kurios priklausys nuo atomų, sudarančių monomerą, dvigubų jungčių buvimo ir kitų savybių, turinčių monomero struktūrą.

Polimerizacijos procesas gali vykti viena iš šių reakcijų: kondensacijos būdu, pridedant arba laisvųjų radikalų pagalba. Kiekvienas iš jų vykdo savo mechanizmus ir augimo režimą.

Monomerų funkcionalumas ir polimero struktūra

Monomeras gali jungtis su mažiausiai dviem kitomis monomero molekulėmis. Ši savybė ar savybė yra vadinama monomerų funkcionalumu ir būtent tai leidžia jiems būti struktūriniais makromolekulių vienetais.

Monomerai gali būti bifunkciniai arba daugiafunkciniai, priklausomai nuo monomero aktyviųjų ar reaktyviųjų vietų; tai yra iš molekulės atomų, kurie gali dalyvauti formuojant kovalentinius ryšius su kitų molekulių ar monomerų atomais.

Ši savybė taip pat svarbi, nes ji yra glaudžiai susijusi su polimerų, iš kurių sudaryta, struktūra, kaip išsamiau aprašyta toliau.

Bifunkcionalumas: Linijinis polimeras

Monomerai yra bifunkciniai, kai jie turi tik dvi jungimosi vietas su kitais monomerais; y., monomeras gali sudaryti tik du kovalentinius ryšius su kitais monomerais ir sudaryti tik linijinius polimerus.

Linijinių polimerų pavyzdžiai yra etilenglikolis ir amino rūgštys.

Polifunkciniai monomerai - trimatiai polimerai

Yra monomerų, kurie gali būti sujungti su daugiau nei dviem monomerais ir sudaryti struktūrinius vienetus, turinčius didžiausią funkcionalumą.

Jie yra vadinami daugiafunkciniais ir yra tie, kurie gamina šakotas, tinklines ar trimates polimerines makromolekules; pavyzdžiui, polietilenas.

Skeletas arba centrinė struktūra

Su dviguba jungtimi tarp anglies ir anglies

Yra monomerų, kurių struktūroje yra centrinis skeletas, sudarytas iš mažiausiai dviejų anglies atomų, sujungtų dviguba jungtimi (C = C).

Savo ruožtu šioje grandinėje ar centrinėje struktūroje yra šoninių jungčių atomai, kurie gali pasikeisti ir sudaryti kitą monomerą. (R ₂ , C = CR ₂ ).

Jei kuri nors iš R grandinių yra modifikuota arba pakeista, gaunamas kitoks monomeras. Be to, kai šie nauji monomerai susilies, jie suformuos skirtingą polimerą.

Pavyzdžiui, tai gali monomerų grupės yra propileno (H ₂ , C = CH ₃ O), tetrafluoretileno (F ₂ C = CF ₂ ) ir vinilo chlorido (H ₂ , C = CClH).

Dvi funkcinės grupės struktūroje

Nors yra monomerų, turinčių tik vieną funkcinę grupę, yra plati grupė monomerų, kurių struktūroje yra dvi funkcinės grupės.

Amino rūgštys yra geras to pavyzdys. Jie turi amino funkcinę grupę, (-NH ₂ ) ir karboksirūgšties funkcinę grupę (-COOH), pritvirtintą prie centrinės anglies atomu,.

Ši savybė būti difunkciniu monomeru taip pat suteikia jam galimybę formuoti ilgas polimerų grandines, tokias kaip dvigubų jungčių buvimas.

Funkcinės grupės

Apskritai polimerų savybes suteikia atomai, sudarantys monomerų šonines grandines. Šios grandinės sudaro organinių junginių funkcines grupes.

Yra organinių junginių šeimos, kurių charakteristikas nurodo funkcinės grupės arba šoninės grandinės. Pavyzdys yra karboksirūgšties funkcinė grupė R - COOH, amino grupė R - NH ₂ , alkoholis R - OH, tarp daugelio kitų, kurios dalyvauja polimerizacijos reakcijų.

Tų pačių ar skirtingų monomerų sąjunga

Lygių monomerų sąjunga

Monomerai gali sudaryti skirtingų klasių polimerus. Tos pačios rūšies arba to paties tipo monomerai gali būti sujungti ir sudaryti vadinamuosius homopolimerus.

Kaip pavyzdį galima paminėti stireną, monomerą, kuris sudaro polistireną. Krakmolas ir celiuliozė taip pat yra homopolimerų, kuriuos sudaro ilgos šakotosios monomero gliukozės grandinės, pavyzdžiai.

Skirtingų monomerų sąjunga

Skirtingų monomerų sąjunga sudaro kopolimerus. Vienetai kartojami skirtingu skaičiumi, tvarka ar seka visoje polimerinių grandinių struktūroje (ABBBAABAA-…).

Kaip kopolimerų pavyzdį galima paminėti nailoną, polimerą, suformuotą kartojant dviejų skirtingų monomerų vienetus. Tai yra dikarboksirūgšties ir diamino molekulės, kurios kondensacijos būdu yra sujungtos ekvimoliarinėmis (lygiomis) dalimis.

Skirtingi monomerai taip pat gali būti sujungti nevienodomis proporcijomis, pavyzdžiui, jei susidaro specializuotas polietilenas, kurio pagrindinė struktūra yra 1-okteno monomeras ir etileno monomeras.

Monomerų tipai

Yra daugybė savybių, leidžiančių nustatyti įvairius monomerų tipus, tarp kurių yra jų kilmė, funkcionalumas, struktūra, susidarančio polimero rūšis, kaip jie polimerizuojasi ir išsiskiria jų kovalentiniai ryšiai.

Natūralūs monomerai

- Yra natūralios kilmės monomerų, tokių kaip izoprenas, gaunamas iš augalų sulos ar latekso ir kuris taip pat yra natūralaus kaučiuko monomerinė struktūra.

- Kai kurios vabzdžių pagamintos amino rūgštys sudaro fibroiną arba šilko baltymą. Taip pat yra amino rūgščių, sudarančių polimerinį keratiną, kuris yra vilnos baltymas, kurį gamina gyvūnai, pavyzdžiui, avys.

Natūralūs monomerai taip pat yra pagrindiniai biomolekulių struktūriniai vienetai. Pavyzdžiui, gliukozės monosacharidas jungiasi su kitomis gliukozės molekulėmis, sudarydamas įvairių rūšių angliavandenius, tokius kaip krakmolas, glikogenas, celiuliozė.

-Amino rūgštys, kita vertus, gali sudaryti platų polimerų, vadinamų baltymais, spektrą. Taip yra todėl, kad yra dvidešimt rūšių amino rūgščių, kurios gali būti susietos bet kuria savavališka tvarka; todėl jie suformuoja vienokius ar kitokius baltymus, pasižyminčius savo struktūrinėmis savybėmis.

-Mononukleotidai, kurie sudaro makromolekules, atitinkamai vadinamus DNR ir RNR nukleorūgštimis, taip pat yra labai svarbūs šios kategorijos monomerai.

Sintetiniai monomerai

- Tarp dirbtinių arba sintetinių monomerų (kurių yra daugybė) galime paminėti tuos, su kuriais gaminami įvairių rūšių plastikai; kaip vinilo chloridas, kuris sudaro polivinilchloridą arba PVC; ir etileno dujos (H ₂ , C = CH ₂ ), ir jos polietileno polimeras.

Gerai žinoma, kad naudojant šias medžiagas, be kitų, galima statyti daugybę įvairių konteinerių, butelių, namų apyvokos daiktų, žaislų, statybinių medžiagų.

-The tetrafluoretileno monomeras (F ₂ C = CF ₂ ) yra nustatyta, formavimo polimero žinomas kaip komerciškai teflonu.

-Kaprolaktamo molekulė, gauta iš tolueno, be kitų, yra būtina nailono sintezei.

- Yra kelios akrilo monomerų grupės, kurios klasifikuojamos pagal sudėtį ir funkcijas. Tarp jų yra akrilamidas ir metakrilamidas, akrilatas, akrilai su fluoru.

Nepoliniai ir poliniai monomerai

Ši klasifikacija atliekama atsižvelgiant į atomų, sudarančių monomerą, elektronegatyvumo skirtumą. Kai pastebimas skirtumas, susidaro poliniai monomerai; pavyzdžiui, polinės aminorūgštys, tokios kaip treoninas ir asparaginas.

Kai elektronegatyvumo skirtumas lygus nuliui, monomerai yra apoliarūs. Tarp kitų yra nepolinės aminorūgštys, tokios kaip triptofanas, alaninas, valinas; taip pat apolinius monomerus, tokius kaip vinilo acetatas.

Cikliniai arba linijiniai monomerai

Pagal atomų formą ar struktūrą monomerų struktūroje, jie gali būti klasifikuojami kaip cikliniai monomerai, tokie kaip prolinas, etileno oksidas; tiesiniai arba alifatiniai, tokie kaip amino rūgštis valinas, etilenglikolis ir daugelis kitų.

Pavyzdžiai

Be jau minėtų, yra ir šie papildomi monomerų pavyzdžiai:

-Formaldehidas

-Furfuralas

-Kardanolis

-Galaktozė

-Stirenas

-Polivinilo alkoholis

-Isoprenas

-Riebalų rūgštys

-Epoksidai

- Ir nors jie nebuvo paminėti, yra monomerų, kurių struktūros yra ne karbonizuotos, bet sieros, fosforo arba turinčios silicio atomus.

Nuorodos

1. Carey F. (2006). Organinė chemija. (6-asis leidimas). Meksika: Mc Graw Hill.
2. Enciklopedijos „Britannica“ redaktoriai. (2015 m. Balandžio 29 d.). Monomeras: cheminis junginys. Paimta iš: britannica.com
3. Mathewsas, Holde ir Ahernas. (2002). Biochemija (3-asis leidimas). Madridas: PEARSON
4. Polimerai ir monomerai. Atkurta iš: materialsworldmodules.org
5. Vikipedija. (2018 m.). Monomeras. Paimta iš: en.wikipedia.org