MONOMERER: EGENSKAPER, TYPER OCH EXEMPEL - KEMI - 2025

De monomerer är små eller enkla molekyler som utgör den grundläggande eller väsentliga konstruktionsenhet större eller komplexa molekyler som kallas polymerer. Monomer är ett ord av grekiskt ursprung som betyder mono, en och en del.

När en monomer förenas med en annan, bildas en dimer. När denna i sin tur går ihop med en annan monomer, bildar den en trimer, och så vidare tills det bildas korta kedjor som kallas oligomerer, eller längre kedjor som kallas polymerer.

Källa: Ardonik via Flickr

Monomerer binder eller polymeriserar genom att bilda kemiska bindningar genom att dela elektroner det vill säga de förenas av bindningar av kovalent typ.

I bilden ovan representerar kuberna monomererna, som är länkade av två ytor (två bindningar) för att ge upphov till ett lutande torn.

Denna sammanslutning av monomerer är känd som polymerisation. Monomerer av samma eller olika typ kan förenas, och antalet kovalenta bindningar som de kan etablera med en annan molekyl bestämmer strukturen för polymeren de bildar (linjära, lutande kedjor eller tredimensionella strukturer).

Polystyrenmolekyl. Monomerexempel (röd rektangel)

Det finns en stor variation av monomerer, bland vilka är de med naturligt ursprung. Dessa tillhör och utformar de organiska molekylerna som kallas biomolekyler, närvarande i strukturen hos levande varelser.

Till exempel aminosyrorna som utgör proteiner; monosackaridenheterna av kolhydrater; och mononukleotiderna som utgör nukleinsyror. Det finns också syntetiska monomerer, som gör det möjligt att producera en otalig mängd inerta polymerprodukter, såsom färger och plast.

Två av de tusentals exemplen som kan ges kan nämnas, såsom tetrafluoroetylen, som bildar polymeren känd som Teflon, eller monomererna fenol och formaldehyd, som bildar den polymer som kallas Bakelite.

Monomerkarakteristik

Monomerer är kopplade med kovalenta bindningar

Atomerna som deltar i bildningen av en monomer hålls samman av starka och stabila bindningar såsom den kovalenta bindningen. Likaså polymeriserar eller binder monomerer med andra monomera molekyler genom dessa bindningar, vilket ger polymererna styrka och stabilitet.

Dessa kovalenta bindningar mellan monomerer kan bildas genom kemiska reaktioner som kommer att bero på atomerna som utgör monomeren, närvaron av dubbelbindningar och andra egenskaper som har strukturen hos monomeren.

Polymerisationsprocessen kan ske genom en av de tre följande reaktionerna: genom kondensation, tillsats eller med fria radikaler. Var och en av dem har sina egna mekanismer och tillväxtläge.

Monomers funktionalitet och polymerstruktur

En monomer kan binda till minst två andra monomermolekyler. Denna egenskap eller kännetecken är vad som kallas funktionaliteten hos monomerer och är det som tillåter dem att vara de strukturella enheterna för makromolekyler.

Monomererna kan vara bifunktionella eller polyfunktionella, beroende på de aktiva eller reaktiva ställena för monomeren; det vill säga av atomerna i molekylen som kan delta i bildandet av kovalenta bindningar med atomerna i andra molekyler eller monomerer.

Denna egenskap är också viktig eftersom den är nära kopplad till strukturen för de polymerer som utgör, såsom beskrivs nedan.

Bifunktionalitet: Linjär polymer

Monomerer är bifunktionella när de bara har två bindningsställen med andra monomerer; det vill säga monomeren kan endast bilda två kovalenta bindningar med andra monomerer och bildar endast linjära polymerer.

Exempel på linjära polymerer inkluderar etylenglykol och aminosyror.

Polyfunktionella monomerer - tredimensionella polymerer

Det finns monomerer som kan förenas med mer än två monomerer och utgör strukturella enheter med högsta funktionalitet.

De kallas polyfunktionella och är de som producerar grenade, nätverks- eller tredimensionella polymera makromolekyler; som polyeten, till exempel.

Skelett eller central struktur

Med dubbelbindning mellan kol och kol

Det finns monomerer som har ett centralt skelett i sin struktur som består av minst två kolatomer förbundna med en dubbelbindning, (C = C).

I sin tur har denna kedja eller centrala struktur sidobundna atomer som kan förändras för att bilda en annan monomer. (R ₂ C = CR ₂ ).

Om någon av R-kedjorna modifieras eller substitueras erhålles en annan monomer. När dessa nya monomerer samlas kommer de också att bilda en annan polymer.

Exempel på denna grupp av monomerer innefattar propen (H ₂ C = CH ₃ H), tetrafluoretylen (F ₂ C = CF ₂ ) och vinylklorid (H ₂ C = CClH).

Två funktionella grupper i strukturen

Även om det finns monomerer som bara har en funktionell grupp, finns det en bred grupp av monomerer som har två funktionella grupper i sin struktur.

Aminosyror är ett bra exempel på detta. De har en aminofunktionell grupp (-NH ₂ ) och karboxylsyran funktionella gruppen (-COOH) som är fäst till en central kolatom.

Detta kännetecken för att vara en difunktionell monomer ger också förmågan att bilda långa polymerkedjor, såsom närvaron av dubbelbindningar.

Funktionella grupper

I allmänhet ges egenskaperna som polymerer närvarande tillhandahållna av atomerna som bildar sidokedjorna för monomererna. Dessa kedjor utgör de funktionella grupperna av organiska föreningar.

Det finns familjer av organiska föreningar vars egenskaper anges av de funktionella grupperna eller sidokedjorna. Ett exempel är den karboxylsyrafunktionella gruppen R - COOH, aminogruppen R - NH ₂ , alkoholen R - OH, bland många andra som deltar i polymerisationsreaktioner.

Förening av samma eller olika monomerer

Förening av lika monomerer

Monomerer kan bilda olika klasser av polymerer. Monomerer av samma typ eller av samma typ kan förenas och generera så kallade homopolymerer.

Som exempel kan nämnas styren, monomeren som bildar polystyren. Stärkelse och cellulosa är också exempel på homopolymerer som består av långa grenade kedjor av monomerglukosen.

Förening av olika monomerer

Föreningen mellan olika monomerer bildar sampolymererna. Enheterna upprepas i olika antal, ordning eller sekvens genom strukturen hos polymerkedjorna (ABBBAABAA- …).

Som ett exempel på sampolymerer kan nylon, en polymer bildad av upprepande enheter av två olika monomerer, nämnas. Dessa är dikarboxylsyra och en diaminmolekyl, som förenas via kondensation i ekvimolära (lika) proportioner.

Olika monomerer kan också förenas i ojämna proportioner, såsom vid bildning av en specialiserad polyeten med 1-oktenmonomeren plus etenmonomeren som dess basstruktur.

Typer av monomerer

Det finns många egenskaper som möjliggör etablering av olika typer av monomerer, bland vilka är deras ursprung, funktionalitet, struktur, typen av polymer de bildar, hur de polymeriserar och deras kovalenta bindningar.

Naturliga monomerer

-Det finns monomerer av naturligt ursprung, såsom isopren, som erhålls från plantens saft eller latex, och som också är den monomera strukturen i naturgummi.

-Vissa aminosyror producerade av insekter bildar fibroin eller silkeprotein. Det finns också aminosyror som bildar polymeren keratin, som är proteinet i ull som produceras av djur som får.

-Längs de naturliga monomererna är också de grundläggande strukturella enheterna för biomolekyler. Monosackaridglukos binder till exempel med andra glukosmolekyler för att bilda olika typer av kolhydrater såsom stärkelse, glykogen, cellulosa, bland andra.

-Aminosyror kan å andra sidan bilda ett brett spektrum av polymerer kända som proteiner. Detta beror på att det finns tjugo typer av aminosyror, som kan kopplas i valfri ordning; och därför slutar de med att bilda ett eller annat protein med sina egna strukturella egenskaper.

-Mononukleotider, som bildar de makromolekyler som kallas DNA respektive RNA-nukleinsyror, är också mycket viktiga monomerer inom denna kategori.

Syntetiska monomerer

-Längs de konstgjorda eller syntetiska monomererna (som är många) kan vi nämna några med vilka olika sorters plast tillverkas; som vinylklorid, som bildar polyvinylklorid eller PVC; och etengas (H ₂ C = CH ₂ ), och dess polyetenpolymer.

Det är välkänt att med dessa material kan en mängd olika containrar, flaskor, hushållsföremål, leksaker, konstruktionsmaterial byggas.

-Den tetrafluoroeten-monomer (F ₂ C = CF ₂ ) hittas framställning av polymeren kommersiellt känd som Teflon.

-Kaprolaktam-molekylen härrörande från toluen är väsentlig för syntesen av nylon, bland många andra.

-Det finns flera grupper av akrylmonomerer som klassificeras enligt sammansättning och funktion. Bland dessa är bland annat akrylamid och metakrylamid, akrylat, akryl med fluor.

Icke-polära och polära monomerer

Denna klassificering utförs enligt elektronegativitetsskillnaden hos de atomer som utgör monomeren. När det finns en märkbar skillnad bildas polära monomerer; till exempel polära aminosyror såsom treonin och asparagin.

När elektronegativitetsskillnaden är noll är monomererna apolära. Det finns icke-polära aminosyror, såsom tryptofan, alanin, valin, bland andra; och även apolära monomerer såsom vinylacetat.

Cykliska eller linjära monomerer

Enligt formen eller organisationen av atomerna i strukturen hos monomerer kan dessa klassificeras som cykliska monomerer, såsom prolin, etenoxid; linjär eller alifatisk, såsom aminosyran valin, etylenglykol bland många andra.

exempel

Förutom de som redan nämnts finns det följande ytterligare exempel på monomerer:

-Formaldehyd

-Furfural

-Cardanol

-Galaktos

-styren

-Polyvinylalkohol

-Isoprene

-Fettsyror

-Epoxides

- Och även om de inte nämnts finns det monomerer vars strukturer inte är kolsyrade, men svavlade, fosforhaltiga eller har kiselatomer.

referenser

1. Carey F. (2006). Organisk kemi. (6: e upplagan). Mexiko: Mc Graw Hill.
2. Redaktörerna för Encyclopedia Britannica. (2015, 29 april). Monomer: kemisk förening. Hämtad från: britannica.com
3. Mathews, Holde och Ahern. (2002). Biokemi (3: e upplagan). Madrid: PEARSON
4. Polymerer och monomerer. Återställd från: materialsworldmodules.org
5. Wikipedia. (2018). Monomer. Hämtad från: en.wikipedia.org