МОНОМЕРИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДОВЕ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

На мономери са малки или прости молекули, които представляват основния или съществена структурна единица по-голяма или сложни молекули, наречени полимери. Мономер е дума от гръцки произход, която означава моно, едно и просто, част.

Когато един мономер се съедини с друг, се образува димер. Когато този от своя страна се съединява с друг мономер, той образува тример и така нататък, докато образува къси вериги, наречени олигомери, или по-дълги вериги, които се наричат ​​полимери.

Източник: Ардоник през Flickr

Мономерите се свързват или полимеризират чрез образуване на химически връзки чрез споделяне на двойки електрони; тоест те са обединени от връзки от ковалентния тип.

В горното изображение кубчетата представляват мономерите, които са свързани с две лица (две връзки), за да се създаде наклонена кула.

Това съединение на мономери е известно като полимеризация. Мономери от същия или различен тип могат да бъдат съединени и броят на ковалентните връзки, които могат да установят с друга молекула, ще определи структурата на полимера, който образуват (линейни, наклонени вериги или триизмерни структури).

Полистиролова молекула. Пример за мономер (червен правоъгълник)

Има голямо разнообразие от мономери, сред които са тези с естествен произход. Те принадлежат и проектират органичните молекули, наречени биомолекули, присъстващи в структурата на живите същества.

Например, аминокиселините, които изграждат протеини; монозахаридните единици на въглехидратите; и мононуклеотидите, които образуват нуклеинови киселини. Съществуват и синтетични мономери, които правят възможно производството на безброй разнообразни продукти от инертни полимери, като бои и пластмаси.

Могат да бъдат споменати два от хилядите примери, като тетрафлуороетилен, който образува полимера, известен като тефлон, или мономерите фенол и формалдехид, които образуват полимера, наречен бакелит.

Характеристики на мономер

Мономерите са свързани чрез ковалентни връзки

Атомите, които участват в образуването на мономер, се държат заедно от силни и стабилни връзки, като ковалентната връзка. По същия начин, мономерите полимеризират или се свързват с други мономерни молекули чрез тези връзки, придавайки на полимерите здравина и стабилност.

Тези ковалентни връзки между мономерите могат да бъдат образувани чрез химични реакции, които ще зависят от атомите, които съставят мономера, наличието на двойни връзки и други характеристики, които имат структурата на мономера.

Процесът на полимеризация може да бъде чрез една от трите следващи реакции: чрез кондензация, добавяне или от свободни радикали. Всеки от тях носи свои механизми и режим на растеж.

Мономерна функционалност и полимерна структура

Мономер може да се свърже с поне две други молекулни молекули. Това свойство или характеристика е това, което е известно като функционалност на мономерите и е това, което им позволява да бъдат структурните единици на макромолекулите.

Мономерите могат да бъдат бифункционални или полифункционални, в зависимост от активните или реактивните участъци на мономера; тоест на атомите на молекулата, които могат да участват във формирането на ковалентни връзки с атомите на други молекули или мономери.

Тази характеристика също е важна, тъй като тя е тясно свързана със структурата на съставените полимери, както е подробно описано по-долу.

Бифункционалност: линеен полимер

Мономерите са бифункционални, когато имат само две свързващи места с други мономери; тоест мономерът може да образува само две ковалентни връзки с други мономери и образува само линейни полимери.

Примерите за линейни полимери включват етиленгликол и аминокиселини.

Полифункционални мономери - триизмерни полимери

Има мономери, които могат да бъдат съединени с повече от два мономера и представляват структурните единици с най-висока функционалност.

Те се наричат ​​полифункционални и са тези, които произвеждат разклонени, мрежови или триизмерни полимерни макромолекули; като полиетилен, например.

Скелет или централна структура

С двойна връзка между въглерод и въглерод

Има мономери, които имат централен скелет в структурата си, съставен от поне два въглеродни атома, свързани чрез двойна връзка, (С = С).

От своя страна тази верига или централна структура има странично свързани атоми, които могат да се променят, за да образуват различен мономер. (R ₂ C = CR ₂).

Ако някоя от R веригите е модифицирана или заместена, се получава различен мономер. Също така, когато тези нови мономери се съберат, те ще образуват различен полимер.

Примери на тази група от мономери са пропилей (H ₂ С = СН ₃ Н), тетрафлуоретилен (F ₂ С = CF ₂) и винил хлорид (H ₂ С = CClH).

Две функционални групи в структурата

Въпреки че има мономери, които имат само една функционална група, има широка група мономери, които имат две функционални групи в структурата си.

Аминокиселините са добър пример за това. Те имат амино функционална група (-NH ₂) и карбоксилна функционална група (-СООН), прикрепен към централна въглероден атом.

Тази характеристика на това, че е дисфункционален мономер, също му дава способността да образува дълги полимерни вериги, като например наличието на двойни връзки.

Функционални групи

Като цяло свойствата, които полимерите присъстват, се дават от атомите, които образуват страничните вериги на мономерите. Тези вериги съставляват функционалните групи органични съединения.

Има семейства от органични съединения, чиито характеристики са дадени от функционалните групи или страничните вериги. Пример за това е карбоксилна функционална група R - СООН, амино група R - NH ₂, на алкохол R - ОН, сред много други, които участват в полимеризационни реакции.

Съюз на еднакви или различни мономери

Съюз на равни мономери

Мономерите могат да образуват различни класове полимери. Мономерите от същия тип или от същия тип могат да бъдат обединени и да генерират така наречените хомополимери.

Като пример може да се спомене стирен, мономерът, който образува полистирен. Нишестето и целулозата също са примери за хомополимери, съставени от дълги разклонени вериги на мономерната глюкоза.

Съюз на различни мономери

Съединението на различни мономери образува съполимерите. Елементите се повтарят в различен брой, ред или последователност в цялата структура на полимерните вериги (ABBBAABAA-…).

Като пример за съполимери може да се спомене найлон, полимер, образуван чрез повтарящи се единици от два различни мономера. Това са дикарбоксилната киселина и диаминовата молекула, които се съединяват чрез кондензация в еквимоларни (равни) пропорции.

Различните мономери също могат да бъдат съединени в неравномерни пропорции, както в случая на образуване на специализиран полиетилен, чиято основна структура е 1-октен мономер плюс етилен мономер.

Видове мономери

Има много характеристики, които позволяват установяването на различни видове мономери, сред които са техният произход, функционалност, структура, видът на полимера, който образуват, как полимеризират и техните ковалентни връзки.

Естествени мономери

-Има мономери с естествен произход, като изопрен, който се получава от сока или латекса на растенията и който също е мономерната структура на естествения каучук.

-Някои аминокиселини, произведени от насекоми, образуват фиброин или копринен протеин. Също така има аминокиселини, които образуват полимера кератин, който е протеинът във вълната, произведен от животни като овце.

-Сред природните мономери са също основните структурни единици на биомолекулите. Монозахаридната глюкоза например се свързва с други глюкозни молекули, за да образува различни видове въглехидрати, като нишесте, гликоген, целулоза, и други.

-Аминокиселините, от друга страна, могат да образуват широк спектър от полимери, известни като протеини. Това е така, защото има двадесет вида аминокиселини, които могат да бъдат свързани във всеки произволен ред; и следователно те образуват един или друг протеин със собствени структурни характеристики.

-Мононуклеотидите, които образуват съответно макромолекулите, наречени ДНК и РНК нуклеинови киселини, също са много важни мономери в тази категория.

Синтетични мономери

-Сред изкуствените или синтетичните мономери (които са многобройни) можем да споменем някои, с които се правят различни разновидности пластмаса; като винилхлорид, който образува поливинилхлорид или PVC; и етилен газ (Н ₂ С = СН ₂), и полиетилен полимер.

Добре известно е, че с тези материали може да се изгради голямо разнообразие от контейнери, бутилки, предмети за бита, играчки, строителни материали, наред с други.

-В тетрафлуоретилен мономер (F ₂ С = CF ₂) се намира образуващ полимер, известен в търговската мрежа като тефлон.

-Молекулата на капролактам, получена от толуен, е от съществено значение за синтеза на найлон, наред с много други.

-Има няколко групи акрилни мономери, които са класифицирани според състава и функцията. Сред тях са акриламид и метакриламид, акрилат, акрил с флуор, наред с други.

Неполярни и полярни мономери

Тази класификация се извършва според разликата в електроотрицателността на атомите, съставляващи мономера. Когато има забележима разлика, се образуват полярни мономери; например полярни аминокиселини като треонин и аспарагин.

Когато разликата в електроотрицателността е нула, мономерите са тополови. Има неполярни аминокиселини като триптофан, аланин, валин; а също и неполярни мономери като винилацетат.

Циклични или линейни мономери

Според формата или организацията на атомите в структурата на мономерите, те могат да бъдат класифицирани като циклични мономери, като пролин, етиленоксид; линейни или алифатни, като аминокиселината валин, етиленгликол и много други.

Примери

В допълнение към вече споменатите, има следните допълнителни примери за мономери:

формалдехид

-Furfural

-Cardanol

галактоза

стирол

-Поливинилов алкохол

-Isoprene

-Мастни киселини

епоксиди

-И въпреки че те не са споменати, има мономери, чиито структури не са газирани, а се сулфурирани, фосфорни или имат силициеви атоми.

Препратки

1. Кери Ф. (2006). Органична химия. (6-то изд.). Мексико: Mc Graw Hill.
2. Редакторите на Encyclopedia Britannica. (2015 г., 29 април). Мономер: Химическо съединение. Взета от: britannica.com
3. Матюс, Холд и Ахърн. (2002 г.). Биохимия (3-то издание). Мадрид: PEARSON
4. Полимери и мономери. Възстановено от: materiaworldmodules.org
5. Wikipedia. (2018). Мономер. Взета от: en.wikipedia.org