Hvad er en monomer?

En monomer er en gentagende struktur eller enhed inden for en type stort molekyle kendt som en polymer. Ordet kommer fra den græske mono betyder en og meros betyder del; Det er en af ​​mange lignende dele af en lang kæde, der udgør molekylet. Monomerer binder sig sammen for at danne polymerer under en kemisk reaktion kaldet polymerisation, hvor molekylerne forbinder sammen ved at dele elektroner i det, der kaldes en kovalent binding. De kan også forbinde hinanden for at danne mindre strukturer: en dimer består af to monomerer og en trimer, for eksempel tre. Polymerer kan bestå af mange tusinder af disse enheder.

De strukturelle egenskaber af en polymer afhænger af arrangementet af de monomerer, som den er sammensat af. Dette kan påvirke dens opløselighed i vand, dets smeltepunkt, dets kemiske reaktivitet eller dens holdbarhed. To polymerer kan indeholde de samme monomermolekyler, men på grund af deres arrangementer kan de have forskellige egenskaber.

bonding

Et nøglefunktion ved en monomerenhed er dens evne til at forbinde til mindst to andre molekyler. Antallet af molekyler, en enhed er i stand til at forbinde med, bestemmes af antallet af aktive steder, hvor de kovalente bindinger kan dannes. Hvis det kun kan sammenføjes med to andre molekyler, dannes kæde-lignende strukturer. Hvis det kan forbinde med tre eller flere andre monomerer, kan der bygges mere avancerede, tredimensionelle, tværbundne polymerer. Elementets kulstof danner grundlaget for de fleste polymerer, da det er et af de få elementer, der kan binde i fire forskellige retninger med fire andre atomer.

Bindingsprocessen involverer ikke nødvendigvis to monomerenheder, der blot går sammen. I mange tilfælde mister hver enhed et eller to atomer, der danner et andet produkt. For eksempel kan den ene enhed opgive et hydrogenatom, og den anden en hydroxyl eller hydrogen-ilt, gruppe for at danne en binding, der producerer vand (H ₂ o) som et biprodukt. Denne type polymerisation er kendt som en kondensationsreaktion.

Typer af polymer

En polymer, der udelukkende består af en type monomerenhed, kaldes en homopolymer. Hvis der er mere end en type enhed, er dette kendt som en co-polymer. Disse kan grupperes i forskellige kategorier, afhængigt af hvordan enhederne er arrangeret:

• Vekslende: To forskellige enheder skifter for eksempel med hinanden ... ABABAB ...
• Periodisk: En given række af enheder gentages for eksempel ... ABCABCABC ...
• Blok: To eller flere forskellige homopolymerer er for eksempel bundet sammen,… aaaabbbb…
• Statistisk: Enhedssekvensen har intet fast mønster, men visse kombinationer er mere sandsynligt end andre
• Tilfældig: Sekvensen har intet synligt mønster

naturlige monomerer

En af de mest almindelige naturlige monomerer er glukose, et simpelt kulhydrat. Det kan deltage med andre glukosemolekyler på forskellige måder at danne et antal forskelligepolymerer. Cellulose, der findes i cellevæggene på planter, består af kæder af glukosemolekyler op til 10.000 eller flere enheder lange, hvilket giver den en fibrøs struktur. I stivelse danner glukoseenhederne forgrenede kæder. De talrige grenender danner punkter, hvor enzymer kan begynde at nedbryde molekylet, hvilket gør det lettere fordøjeligt end cellulose.

Andre eksempler er aminosyrer, der kan sammenføjes for at danne proteiner og nukleotider, som kan polymeriseres sammen med visse kulhydratforbindelser til dannelse af DNA og RNA, molekylerne, som alt kendte liv er baseret på. Isopren, en carbonhydridforbindelse, der findes i mange planter, kan polymeriseres til naturgummi. Elasticiteten af ​​dette stof skyldes det faktum, at enhederne danner spiralede kæder, der kan strækkes ud, og som vil samle sig tilbage i en opviklet tilstand, når de frigives.

menneskeskabte polymerer

Mange syntetiske polymerer er blevet produceret, og de inkluderer dagligdags materialer såsom plast og klæbemidler.Ofte forekommer de monomerer, hvorfra de er konstrueret, naturligt forekommende forbindelser, skønt de ofte kan produceres syntetisk. I de fleste tilfælde er disse forbindelser kulbrinter - molekyler, der kun indeholder kulstof og brint.

Et eksempel er ethylen (C ₂ H ₄ , et simpelt carbonhydrid, der produceres af planter, men som fremstilles i stor skala fra olie Bond, der forlader hver enkelt i stand til at danne en anden enkelt binding med et nærliggende atom af kulstof, og at lade lange kæder dannes.