- Monomeerien ominaisuudet
- Monomeerit yhdistetään kovalenttisilla sidoksilla
- Monomeerien toiminnallisuus ja polymeerirakenne
- Bifunktionaalisuus: Lineaarinen polymeeri
- Monitoiminnalliset monomeerit - kolmiulotteiset polymeerit
- Luuranko tai keskusrakenne
- Kaksoissidoksella hiilen ja hiilen välillä
- Kaksi funktionaalista ryhmää rakenteessa
- Toiminnalliset ryhmät
- Samojen tai erilaisten monomeerien unioni
- Tasaisten monomeerien liitto
- Eri monomeerien unioni
- Monomeerityypit
- Luonnolliset monomeerit
- Synteettiset monomeerit
- Epäpolaariset ja polaariset monomeerit
- Sykliset tai lineaariset monomeerit
- esimerkit
- Viitteet
Monomeerit ovat pieniä tai yksinkertaisia molekyylejä, jotka muodostavat perus- tai olennaisen rakenteellisen yksikön suurempi tai monimutkaisten molekyylien kutsutaan polymeerejä. Monomeeri on kreikkalaista alkuperää oleva sana, joka tarkoittaa yksiosaista, yhtä ja yksinkertaista osaa.
Kun yksi monomeeri liittyy toiseen, muodostuu dimeri. Kun tämä vuorostaan liittyy toiseen monomeeriin, se muodostaa trimmerin ja niin edelleen, kunnes muodostuu lyhyitä ketjuja, joita kutsutaan oligomeereiksi, tai pidempiä ketjuja, joita kutsutaan polymeereiksi.
Lähde: Ardonik Flickrin kautta
Monomeerit sitoutuvat tai polymeroituvat muodostamalla kemiallisia sidoksia jakamalla elektroniparit; toisin sanoen niitä yhdistävät kovalenttisen tyyppiset sidokset.
Yllä olevassa kuvassa kuutiot edustavat monomeerejä, jotka yhdistetään kahdella pinnalla (kaksi sidosta) kaltevan tornin muodostamiseksi.
Tätä monomeerien liitosta kutsutaan polymeroitumiseksi. Saman tai erityyppiset monomeerit voidaan yhdistää, ja niiden kovalenttisten sidosten lukumäärä, jotka ne voivat muodostaa toisen molekyylin kanssa, määrää niiden muodostaman polymeerin rakenteen (lineaariset ketjut, kaltevat tai kolmiulotteiset rakenteet).
Polystyreenimolekyyli. Monomeeriesimerkki (punainen suorakulmio)
Monomeerejä on paljon, joista luontaisia on. Ne kuuluvat ja suunnittelevat biomolekyyleiksi kutsuttuja orgaanisia molekyylejä, jotka ovat läsnä elävien olentojen rakenteessa.
Esimerkiksi aminohapot, jotka muodostavat proteiineja; hiilihydraattien monosakkaridiyksiköt; ja mononukleotidit, jotka muodostavat nukleiinihappoja. On myös synteettisiä monomeerejä, jotka tekevät mahdolliseksi tuottaa lukemattoman määrän inerttejä polymeerituotteita, kuten maalit ja muovit.
Kaksi tuhansista esimerkkeistä, jotka voidaan antaa, voidaan mainita, kuten tetrafluorietyleeni, joka muodostaa polymeerin, joka tunnetaan nimellä Teflon, tai fenolin ja formaldehydin monomeerit, jotka muodostavat Bakeliitin nimisen polymeerin.
Monomeerien ominaisuudet
Monomeerit yhdistetään kovalenttisilla sidoksilla
Monomeerin muodostumiseen osallistuvat atomit pidetään yhdessä vahvojen ja stabiilien sidosten, kuten kovalenttisen sidoksen, avulla. Samoin monomeerit polymeroituvat tai sitoutuvat muiden monomeerimolekyylien kanssa näiden sidosten kautta antaen polymeereille lujuuden ja stabiilisuuden.
Nämä kovalenttiset sidokset monomeerien välillä voidaan muodostaa kemiallisilla reaktioilla, jotka riippuvat monomeerin muodostavista atomista, kaksoissidosten läsnäolosta ja muista ominaisuuksista, joilla on monomeerin rakenne.
Polymerointiprosessi voi tapahtua yhdellä kolmesta seuraavasta reaktiosta: kondensoimalla, lisäämällä tai vapaiden radikaalien avulla. Jokaisella niistä on omat mekanismit ja kasvutila.
Monomeerien toiminnallisuus ja polymeerirakenne
Monomeeri voi sitoutua ainakin kahdella muulla monomeerimolekyylillä. Tämä ominaisuus tai ominaisuus on mitä kutsutaan monomeerien funktionaalisuudeksi, ja se sallii niiden olla makromolekyylien rakenneyksiköt.
Monomeerit voivat olla bifunktionaalisia tai monifunktionaalisia monomeerin aktiivisista tai reaktiivisista kohdista riippuen; ts. molekyylin atomeista, jotka voivat osallistua kovalenttisten sidosten muodostumiseen muiden molekyylien tai monomeerien atomien kanssa.
Tämä ominaisuus on myös tärkeä, koska se liittyy läheisesti alla olevien yksityiskohtien muodostavien polymeerien rakenteeseen.
Bifunktionaalisuus: Lineaarinen polymeeri
Monomeerit ovat bifunktionaalisia, kun niillä on vain kaksi sitoutumiskohtaa muiden monomeerien kanssa; ts. monomeeri voi muodostaa vain kaksi kovalenttista sidosta muiden monomeerien kanssa ja muodostaa vain lineaarisia polymeerejä.
Esimerkkejä lineaarisista polymeereistä ovat etyleeniglykoli ja aminohapot.
Monitoiminnalliset monomeerit - kolmiulotteiset polymeerit
On monomeerejä, jotka voidaan yhdistää useampaan kuin kahteen monomeeriin ja jotka muodostavat rakenneyksiköt, joilla on suurin toiminnallisuus.
Niitä kutsutaan monitoiminnallisiksi ja ne, jotka tuottavat haarautuneita, verkko- tai kolmiulotteisia polymeerimakromolekyylejä; kuten esimerkiksi polyeteeni.
Luuranko tai keskusrakenne
Kaksoissidoksella hiilen ja hiilen välillä
On monomeerejä, joiden rakenteessa on keskeinen luuranko, joka koostuu vähintään kahdesta hiiliatomista, jotka on kytketty kaksoissidoksella (C = C).
Tässä ketjussa tai keskusrakenteessa puolestaan on sivusuunnassa sidottuja atomeja, jotka voivat muuttua muodostaen toisen monomeerin. (R 2 C = CR 2).
Jos jokin R-ketjuista on modifioitu tai substituoitu, saadaan erilainen monomeeri. Lisäksi kun nämä uudet monomeerit yhdistyvät, ne muodostavat toisen polymeerin.
Esimerkkejä tämän ryhmän monomeereistä ovat propeeni (H 2 C = CH 3 H), tetrafluorieteeni (F 2 C = CF 2) ja vinyylikloridin (H 2 C = CClH).
Kaksi funktionaalista ryhmää rakenteessa
Vaikka on monomeerejä, joilla on vain yksi funktionaalinen ryhmä, on laaja ryhmä monomeerejä, joiden rakenteessa on kaksi funktionaalista ryhmää.
Aminohapot ovat hyvä esimerkki tästä. Niillä on amino funktionaalinen ryhmä (-NH 2) ja karboksyylihappo funktionaalinen ryhmä (-COOH) on kiinnitetty keskellä hiiliatomiin.
Tämä ominaisuus olla difunktionaalinen monomeeri antaa sille myös kyvyn muodostaa pitkiä polymeeriketjuja, kuten kaksoissidosten läsnäolo.
Toiminnalliset ryhmät
Yleensä polymeerien ominaisuudet antavat atomit, jotka muodostavat monomeerien sivuketjut. Nämä ketjut muodostavat orgaanisten yhdisteiden funktionaaliset ryhmät.
On orgaanisten yhdisteiden perheitä, joiden ominaisuudet antavat funktionaaliset ryhmät tai sivuketjut. Eräs esimerkki on karboksyylihappo funktionaalinen ryhmä R - COOH, aminoryhmä R - NH 2, alkoholi R - OH, monien muiden joukossa, jotka osallistuvat polymerointireaktioissa.
Samojen tai erilaisten monomeerien unioni
Tasaisten monomeerien liitto
Monomeerit voivat muodostaa erilaisia polymeeriluokkia. Saman tyyppiset tai samantyyppiset monomeerit voidaan yhdistää ja tuottaa ns. Homopolymeerejä.
Esimerkiksi voidaan mainita styreeni, monomeeri, joka muodostaa polystyreenin. Tärkkelys ja selluloosa ovat myös esimerkkejä homopolymeereistä, jotka koostuvat monomeerin glukoosin pitkistä haarautuneista ketjuista.
Eri monomeerien unioni
Eri monomeerien liitos muodostaa kopolymeerit. Yksiköt toistetaan eri määrällä, järjestyksessä tai järjestyksessä polymeeriketjujen rakenteessa (ABBBAABAA-…).
Esimerkkinä kopolymeereistä voidaan mainita nailon, polymeeri, joka on muodostettu toistamalla kahden eri monomeerin yksiköt. Nämä ovat dikarboksyylihappoa ja diamiinimolekyyliä, jotka yhdistyvät kondensaation kautta ekvimolaarisissa (yhtä suureissa) suhteissa.
Eri monomeerejä voidaan myös yhdistää epätasa-arvoisissa suhteissa, kuten silloin, kun muodostuu erikoistunutta polyeteeniä, jonka perusrakenteena on 1-okteenimonomeeri plus eteenimonomeeri.
Monomeerityypit
On monia ominaisuuksia, jotka sallivat erityyppisten monomeerien perustamisen, mukaan lukien niiden alkuperä, toiminnallisuus, rakenne, niiden muodostaman polymeerin tyyppi, kuinka ne polymeroituvat ja niiden kovalenttiset sidokset.
Luonnolliset monomeerit
-On olemassa luonnollisen alkuperän monomeerejä, kuten isopreeniä, jota saadaan kasvien mehusta tai lateksista ja joka on myös luonnonkumin monomeerinen rakenne.
- Jotkut hyönteisten tuottamat aminohapot muodostavat fibroiini- tai silkkiproteiinin. Lisäksi on aminohappoja, jotka muodostavat polymeerikeratiinin, joka on villan proteiini, jota tuottavat eläimet, kuten lampaat.
- Luonnollisten monomeerien joukossa ovat myös biomolekyylien perusrakenneyksiköt. Esimerkiksi monosakkaridiglukoosi sitoutuu muiden glukoosimolekyylien kanssa muun muassa erityyppisten hiilihydraattien, kuten tärkkelyksen, glykogeenin, selluloosan, muodostamiseksi.
- Toisaalta aminohapot voivat muodostaa laajan valikoiman proteiineiksi kutsuttuja polymeerejä. Tämä johtuu siitä, että on olemassa 20 aminohappotyyppiä, jotka voidaan kytkeä mihin tahansa mielivaltaiseen järjestykseen; ja siksi ne lopulta muodostavat yhden tai toisen proteiinin, jolla on omat rakenneominaisuudet.
-Mononukleotidit, jotka muodostavat makromolekyylejä, joita kutsutaan vastaavasti DNA: ksi ja RNA-nukleiinihapoiksi, ovat myös erittäin tärkeitä monomeerejä tässä kategoriassa.
Synteettiset monomeerit
- Keinotekoisten tai synteettisten monomeerien (joita on paljon) joukossa voidaan mainita joitain, joilla valmistetaan erilaisia muovilajikkeita; kuten vinyylikloridi, joka muodostaa polyvinyylikloridin tai PVC: n; ja eteeni kaasun (H 2 C = CH 2), ja sen polyeteeni polymeeri.
On tunnettua, että näillä materiaaleilla voidaan rakentaa monenlaisia erilaisia astioita, pulloja, talousesineitä, leluja, rakennusmateriaaleja.
-The tetrafluorieteeni monomeeri (F 2 C = CF 2) on havaittu muodostavan polymeerin tunnetaan kaupallisesti Teflon.
-Tolueenista johdettu kaprolaktaamimolekyyli on välttämätön nailonin synteesille monien muiden joukossa.
-On useita akryylimonomeerien ryhmiä, jotka luokitellaan koostumuksen ja toiminnan perusteella. Näitä ovat muun muassa akryyliamidi ja metakryyliamidi, akrylaatti, akryyliasetukset fluorin kanssa.
Epäpolaariset ja polaariset monomeerit
Tämä luokittelu suoritetaan monomeerin muodostavien atomien elektronegatiivisuuseron mukaan. Kun ero on huomattava, muodostuu polaarisia monomeerejä; esimerkiksi polaariset aminohapot, kuten treoniini ja asparagiini.
Kun elektronegatiivisuusero on nolla, monomeerit ovat apolaarisia. Ei-polaarisia aminohappoja, kuten tryptofaani, alaniini, valiini, ovat muun muassa; ja myös apolaariset monomeerit, kuten vinyyliasetaatti.
Sykliset tai lineaariset monomeerit
Monomeerien rakenteessa olevien atomien muodon tai organisaation mukaan nämä voidaan luokitella syklisiksi monomeereiksi, kuten proliini, etyleenioksidi; lineaariset tai alifaattiset, kuten aminohappo valiini, etyleeniglykoli monien muiden joukossa.
esimerkit
Jo mainittujen lisäksi on seuraavia lisäesimerkkejä monomeereistä:
tista
-Furfural
-Cardanol
galaktosidaasiantrasykliiniä
-styreeni
-Polyvinyylialkoholi
-Isoprene
-Rasvahapot
epoksideja
- Ja vaikka niitä ei mainittu, on olemassa monomeerejä, joiden rakenteet eivät ole hiilihapotettuja, mutta rikinpoisto-, fosfori- tai piipitoisia.
Viitteet
- Carey F. (2006). Orgaaninen kemia. (6. painos). Meksiko: Mc Graw Hill.
- Encyclopedia Britannican toimittajat. (2015, 29. huhtikuuta). Monomeeri: Kemiallinen yhdiste. Otettu: britannica.com
- Mathews, Holde ja Ahern. (2002). Biokemia (3. painos). Madrid: PEARSON
- Polymeerit ja monomeerit. Palautettu osoitteesta materialsworldmodules.org
- Wikipedia. (2018). Monomeeriä. Kuvannut: en.wikipedia.org