Charakteristické monomery, typy a příklady



monomery jsou to malé nebo jednoduché molekuly, které tvoří základní nebo podstatnou konstrukční jednotku větších nebo složitějších molekul zvaných polymery. Monomer je slovo řeckého původu, to znamená opice, jeden a jen, strany.

Když se jeden monomer připojí k jinému, vytvoří se dimer. Když toto se spojí s jiným monomerem, to vytvoří trimer, a tak na dokud ne tvoří krátké řetězce volaly oligomers, nebo delší řetězce, které jsou takzvané polymery..

Monomery jsou vázány nebo polymerizovány tvorbou chemických vazeb sdílením párů elektronů; to znamená, že jsou spojeny kovalentními vazbami.

Na obrázku nad kostkami jsou znázorněny monomery, které jsou spojeny dvěma plochami (dvě vazby), aby se vytvořila šikmá věž.

Tato vazba monomerů je známa jako polymerace. Mohou být spojeny monomery stejných nebo různých typů a počet kovalentních vazeb, které mohou být vytvořeny s jinou molekulou, určí strukturu polymeru, který tvoří (lineární, šikmé nebo trojrozměrné struktury).

Existuje mnoho různých monomerů, mezi nimi i přírodního původu. Patří mezi ně a navrhují organické molekuly zvané biomolekuly přítomné ve struktuře živých bytostí.

Například aminokyseliny, které tvoří proteiny; monosacharidové jednotky sacharidů; a mononukleotidy, které tvoří nukleové kyseliny. Existují také syntetické monomery, které umožňují zpracovávat nespočetné množství inertních polymerních produktů, jako jsou nátěrové hmoty.

Mohou být zmíněny dva z tisíců příkladů, které mohou být uvedeny, jako je tetrafluorethylen, který tvoří polymer známý jako teflon, nebo monomery fenol a formaldehyd, které tvoří polymer nazývaný bakelit.

Index

  • 1 Charakteristika monomerů
    • 1.1 Monomery jsou vázány kovalentními vazbami
    • 1.2 Funkčnost monomerů a struktura polymeru
    • 1.3 Bifunkčnost: Lineární polymer
    • 1.4 Polyfunkční monomery - trojrozměrné polymery
  • 2 Kostra nebo centrální struktura
    • 2.1 S dvojitou vazbou mezi uhlíkem a uhlíkem
    • 2.2 Dvě funkční skupiny ve struktuře
  • 3 Funkční skupiny
  • 4 Unie stejných nebo různých monomerů
    • 4.1 Unie stejných monomerů
    • 4.2 Svaz různých monomerů
  • 5 Typy monomerů
    • 5.1 Přírodní monomery
    • 5.2 Syntetické monomery
    • 5.3 Polární a polární monomery
    • 5.4 Cyklické nebo lineární monomery
  • 6 Příklady
  • 7 Odkazy

Charakteristiky monomerů

Monomery jsou vázány kovalentními vazbami

Atomy, které se podílejí na tvorbě monomeru, jsou drženy pohromadě silnými a stabilními vazbami, jako je kovalentní vazba. Tyto monomery také polymerizují nebo se váží s jinými monomerními molekulami těmito vazbami, čímž poskytují polymerům pevnost a stabilitu.

Tyto kovalentní vazby mezi monomery mohou být tvořeny chemickými reakcemi, které závisí na atomech, které tvoří monomer, na přítomnosti dvojných vazeb a dalších vlastnostech, které mají strukturu monomeru..

Polymerační proces může být proveden jednou ze tří následujících reakcí: kondenzací, adicí nebo volnými radikály. Každý z nich má své vlastní mechanismy a způsob růstu.

Funkčnost monomerů a struktura polymeru

Monomer může být spojen s alespoň dvěma dalšími molekulami monomeru. Tato vlastnost nebo charakteristika je to, co je známo jako funkčnost monomerů, a je to to, co jim umožňuje být strukturálními jednotkami makromolekul..

Monomery mohou být bifunkční nebo polyfunkční, v závislosti na aktivních nebo reaktivních místech monomeru; to znamená atomy molekuly, které se mohou podílet na tvorbě kovalentních vazeb s atomy jiných molekul nebo monomerů.

Tato charakteristika je také důležitá, protože je úzce spojena se strukturou polymerů, které tvoří, jak je podrobně popsáno níže.

Bifunkčnost: Lineární polymer

Monomery jsou bifunkční, pokud mají pouze dvě vazebná místa s jinými monomery; to znamená, že monomer může tvořit pouze dvě kovalentní vazby s jinými monomery a tvoří pouze lineární polymery.

Mezi lineárními polymery lze jako příklad uvést ethylenglykol a aminokyseliny.

Polyfunkční monomery - trojrozměrné polymery

Existují monomery, které mohou být spojeny s více než dvěma monomery a jsou strukturálními jednotkami větší funkčnosti.

Jsou označovány jako polyfunkční a jsou to ty, které produkují rozvětvené, síťové nebo trojrozměrné polymerní makromolekuly; například polyethylen.

Kostra nebo centrální struktura

S dvojitou vazbou mezi uhlíkem a uhlíkem

Existují monomery, které ve své struktuře představují centrální kostru tvořenou alespoň dvěma atomy uhlíku spojenými dvojnou vazbou (C = C).. 

Na druhé straně má tento řetězec nebo centrální struktura připojené atomy laterálně, což může změnit vznik jiného monomeru. (R2C = CR2).

Pokud je některý z R-řetězců modifikován nebo nahrazen, získá se jiný monomer. Podobně, když se tyto nové monomery spojí, vytvoří se jiný polymer.

Jako příklad této skupiny monomerů je možno uvést propylen (H2C = CH3H), tetrafluoretylen (F2C = CF2) a vinylchloridu (H2C = CClH).

Dvě funkční skupiny ve struktuře

Ačkoli tam jsou monomery, které mají jednu funkční skupinu, tam je velká skupina monomerů, které mají dvě funkční skupiny v jejich struktuře.

Aminokyseliny jsou toho dobrým příkladem. Mají aminoskupinu (-NH.)2) a funkční skupiny karboxylové kyseliny (-COOH) navázané na centrální atom uhlíku.

Tato vlastnost, že je difunkčním monomerem, také poskytuje schopnost vytvářet dlouhé řetězce polymerů jako přítomnost dvojných vazeb.

Funkční skupiny

Obecně jsou vlastnosti polymerů dány atomy, které tvoří postranní řetězce monomerů. Tyto řetězce tvoří funkční skupiny organických sloučenin.

Existují skupiny organických sloučenin, jejichž vlastnosti jsou dány funkčními skupinami nebo postranními řetězci. Příkladem je funkční skupina karboxylové kyseliny R-COOH, aminoskupina R-NH2, alkohol R-OH, mezi mnoha dalšími účastníky polymeračních reakcí.

Stejných nebo různých monomerů

Unie stejných monomerů

Monomery mohou tvořit různé druhy polymerů. Můžete se připojit ke stejným monomerům nebo stejného typu a vytvářet takzvané homopolymery.

Jako příklad lze uvést styren, monomer tvořící polystyren. Škrob a celulóza jsou také příklady homopolymerů tvořených dlouhými rozvětvenými řetězci glukózového monomeru.

Různých monomerů

Spojení různých monomerů tvoří kopolymery. Jednotky se opakují v různých číslech, pořadí nebo sledu podél struktury polymerních řetězců (A-B-B-B-A-A-B-A-A- ...).

Jako příklad kopolymerů lze uvést nylon, polymer tvořený opakovanými jednotkami dvou různých monomerů. Jedná se o dikarboxylovou kyselinu a molekulu diaminu, které jsou spojeny kondenzací v ekvimolárních poměrech (stejné)..

Různé monomery mohou být také přidány v nerovných poměrech, jako je vytvoření specializovaného polyethylenu, jehož bazickou strukturou je 1-oktenový monomer plus ethylenový monomer..

Typy monomerů

Existuje mnoho charakteristik, které umožňují vytvořit několik typů monomerů, z nichž vyniká jejich původ, funkčnost, struktura, typ polymeru, který tvoří, jak jsou polymerizovány a jejich kovalentní vazby..

Přírodní monomery

-Existují monomery přírodního původu, jako je isopren, který se získává ze mízy nebo latexu rostlin, a to je také monomerní struktura přírodního kaučuku.

-Některé aminokyseliny produkované hmyzem tvoří fibroin nebo hedvábný protein. Existují také aminokyseliny, které tvoří polymer keratinu, což je protein vlny produkované zvířaty, jako jsou ovce.

-Mezi přírodní monomery patří také základní strukturní jednotky biomolekul. Monosacharidová glukóza se například váže s jinými molekulami glukózy za vzniku různých typů sacharidů, jako je škrob, glykogen, celulóza, mimo jiné..

-Aminokyseliny mohou na druhé straně tvořit širokou škálu polymerů známých jako proteiny. Je to proto, že existuje dvacet typů aminokyselin, které mohou být spojeny v libovolném pořadí; a proto skončí tak, že tvoří jeden nebo jiný protein s vlastními strukturními charakteristikami.

-Mononukleotidy, které tvoří makromolekuly nazvané DNA a RNA nukleových kyselin, jsou také velmi důležité monomery v této kategorii..

Syntetické monomery

-Mezi umělými nebo syntetickými monomery (které jsou četné) můžeme zmínit některé, s nimiž se vyrábějí různé druhy plastů; jako je vinylchlorid, který tvoří polyvinylchlorid nebo PVC; a ethylenový plyn (H2C = CH2) a jeho polyethylenový polymer.

Je dobře známo, že s těmito materiály můžete mimo jiné stavět různé nádoby, lahve, předměty pro domácnost, hračky, stavební materiály..

-Tetrafluorethylenový monomer (F2C = CF2) se zjistilo, že tvoří polymer známý a komerčně známý jako teflon.

-Molekula kaprolaktamu odvozená od toluenu je nezbytná pro syntézu nylonu, mezi mnoha dalšími.

-Existuje několik skupin akrylových monomerů, které jsou klasifikovány podle složení a funkce. Mezi nimi jsou mimo jiné akrylamid a methakrylamid, akrylát, akryláty s fluoridem.

Polární a polární monomery

Tato klasifikace se provádí podle rozdílu v elektronegativitě atomů, které tvoří monomer. Když je patrný rozdíl, tvoří se polární monomery; například polární aminokyseliny, jako je threonin a asparagin.

Když je rozdíl elektronegativity nula, monomery jsou nepolární. Existují nepolární aminokyseliny, jako je tryptofan, alanin, valin, mezi jinými; a také nepolární monomery, jako je vinylacetát.

Cyklické nebo lineární monomery

Podle formy nebo organizace atomů ve struktuře monomerů, tyto mohou být klasifikovány jako cyklické monomery, jako je prolin, ethylenoxid; lineární nebo alifatické, jako je aminokyselina valin, ethylenglykol mezi mnoha dalšími.

Příklady

Kromě těch, které již byly zmíněny, jsou k dispozici následující příklady monomerů:

-Formaldehyd

-Furfural

-Cardanol

-Galaktóza

-Styren

-Polyvinylalkohol

-Isopren

-Mastné kyseliny

-Epoxie

-A ačkoli nebyly zmíněny, existují monomery, jejichž struktury nejsou sycené oxidem uhličitým, ale síry, fosforu nebo atomy křemíku..

Odkazy

  1. Carey F. (2006). Organická chemie (6. vydání). Mexiko: Mc Graw Hill.
  2. Editoři encyklopedie Britannica. (29. dubna 2015). Monomer: Chemická sloučenina. Převzato z: britannica.com
  3. Mathews, Holde a Ahern. (2002). Biochemie (3. vydání). Madrid: PEARSON
  4. Polymery a monomery. Zdroj: materialsworldmodules.org
  5. Wikipedia. (2018). Monomer. Převzato z: en.wikipedia.org