Χαρακτηριστικά μονομερή, είδη και παραδείγματα

Το μονομερή είναι μικρά ή απλά μόρια που αποτελούν τη βασική ή βασική δομική μονάδα μεγαλύτερων ή πιο πολύπλοκων μορίων που ονομάζονται πολυμερή. Το μονομερές είναι μια λέξη ελληνικής προέλευσης που σημαίνει μαϊμού, ένα και απλά, κόμμα.

Καθώς ένα μονομερές ενώνεται με άλλο, σχηματίζεται ένα διμερές. Με την ένωση αυτή με τη σειρά του με ένα άλλο μονομερές, σχηματίζουν ένα τριμερές, και έτσι για να σχηματίσουν μικρές αλυσίδες ονομάζεται ολιγομερή, ή οι μακρύτερες αλυσίδες ονομάζονται πολυμερή.

Τα μονομερή δεσμεύονται ή πολυμερίζονται με το σχηματισμό χημικών δεσμών με το διαμοιρασμό ζευγών ηλεκτρονίων. δηλαδή, συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς.

Στην εικόνα πάνω από τους κύβους αντιπροσωπεύονται τα μονομερή, τα οποία συνδέονται με δύο όψεις (δύο συνδέσμους) για να δημιουργήσουν έναν πύργο.

Αυτή η δέσμευση μονομερών είναι γνωστή ως πολυμερισμός. Μπορείτε να δεσμεύουν μονομερή του ίδιου τύπου ή διαφορετικό, και ο αριθμός των ομοιοπολικών δεσμών που μπορεί να ρυθμιστεί με ένα άλλο μόριο θα καθορίσει τη δομή του πολυμερούς που σχηματίζει (γραμμικές αλυσίδες, κεκλιμένη ή τρισδιάστατες δομές).

Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία μονομερών, μεταξύ των οποίων και αυτά φυσικής προέλευσης. Αυτά ανήκουν και σχεδιάζουν τα οργανικά μόρια που ονομάζονται βιομόρια, που υπάρχουν στη δομή των ζωντανών όντων.

Για παράδειγμα, τα αμινοξέα που συνθέτουν τις πρωτεΐνες. οι μονάδες μονοσακχαρίτη των υδατανθράκων. και τα μονοπυρηνικά που σχηματίζουν τα νουκλεϊνικά οξέα. Υπάρχουν επίσης συνθετικά μονομερή, τα οποία επιτρέπουν την επεξεργασία αμέτρητης ποικιλίας αδρανών πολυμερών προϊόντων, όπως χρωμάτων πλαστικών.

Κάποιος μπορεί να αναφέρει δύο από τα πολλά παραδείγματα που μπορούν να δοθούν, όπως τετραφθοροαιθυλένιο, το οποίο είναι το πολυμερές που είναι γνωστό ως Teflon, ή μονομερή φαινόλη και φορμαλδεΰδη, που σχηματίζουν το πολυμερές που ονομάζεται Bakelite.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά των μονομερών
  • 1.1 Τα μονομερή συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς
  • 1.2 Λειτουργικότητα των μονομερών και δομή του πολυμερούς
  • 1.3 Δυσλειτουργικότητα: Γραμμικό πολυμερές
  • 1.4 Πολυλειτουργικά μονομερή - Τρισδιάστατα πολυμερή
• 2 Σκελετός ή κεντρική δομή
  • 2.1 Με διπλό δεσμό μεταξύ άνθρακα και άνθρακα
  • 2.2 Δύο λειτουργικές ομάδες στη δομή
• 3 Λειτουργικές ομάδες
• 4 Ένωση των ίδιων ή διαφορετικών μονομερών
  • 4.1 Ένωση ίσων μονομερών
  • 4.2 Ένωση διαφορετικών μονομερών
• 5 Τύποι μονομερών
  • 5.1 Φυσικά μονομερή
  • 5.2 Συνθετικά μονομερή
  • 5.3 Πολικά και πολικά μονομερή
  • 5.4 Κυκλικά ή γραμμικά μονομερή
• 6 Παραδείγματα
• 7 Αναφορές

Χαρακτηριστικά των μονομερών

Τα μονομερή συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς

Τα άτομα που συμμετέχουν στο σχηματισμό ενός μονομερούς συγκρατούνται από ισχυρούς και σταθερούς δεσμούς όπως ο ομοιοπολικός δεσμός. Επίσης, τα μονομερή πολυμερίζονται ή δεσμεύονται με άλλα μονομερή μόρια μέσω αυτών των δεσμών, δίνοντας δύναμη και σταθερότητα στα πολυμερή.

Αυτές οι ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ των μονομερών, μπορούν να σχηματιστούν με χημικές αντιδράσεις που εξαρτώνται από τα άτομα που απαρτίζουν το μονομερές, η παρουσία διπλών δεσμών και άλλες δυνατότητες για να παρουσιάσει την δομή του μονομερούς.

Η διαδικασία πολυμερισμού μπορεί να είναι με μία από τις τρεις ακόλουθες αντιδράσεις: με συμπύκνωση, προσθήκη ή με ελεύθερες ρίζες. Καθένα από αυτά έχει τους δικούς του μηχανισμούς και τρόπο ανάπτυξης.

Λειτουργικότητα των μονομερών και δομή του Πολυμερούς

Ένα μονομερές μπορεί να συνδέεται με τουλάχιστον δύο άλλα μόρια μονομερούς. Αυτή η ιδιότητα ή χαρακτηριστικό είναι αυτό που είναι γνωστό ως λειτουργικότητα των μονομερών και είναι αυτό που τους επιτρέπει να είναι οι δομικές μονάδες των μακρομορίων.

Τα μονομερή μπορούν να είναι διλειτουργικά ή πολυλειτουργικά, ανάλογα με τις δραστικές ή αντιδρώσες θέσεις του μονομερούς. δηλαδή τα άτομα του μορίου που μπορούν να συμμετέχουν στο σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών με τα άτομα άλλων μορίων ή μονομερών.

Αυτό το χαρακτηριστικό είναι επίσης σημαντικό, καθώς συνδέεται στενά με τη δομή των πολυμερών που συνθέτουν, όπως περιγράφεται λεπτομερώς παρακάτω.

Διαλειτουργικότητα: Γραμμικό πολυμερές

Τα μονομερή είναι διλειτουργικά όταν έχουν μόνο δύο θέσεις σύνδεσης με άλλα μονομερή. δηλαδή, το μονομερές μπορεί να σχηματίζει μόνο δύο ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα μονομερή και σχηματίζει μόνο γραμμικά πολυμερή.

Μεταξύ των γραμμικών πολυμερών, η αιθυλενογλυκόλη και τα αμινοξέα μπορούν να αναφερθούν ως παράδειγμα.

Πολυλειτουργικά μονομερή - Τρισδιάστατα πολυμερή

Υπάρχουν μονομερή που μπορούν να συνδεθούν με περισσότερα από δύο μονομερή και είναι οι δομικές μονάδες μεγαλύτερης λειτουργικότητας.

Ονομάζονται πολυλειτουργικά και είναι εκείνα που παράγουν τα διακλαδισμένα, δικτυωτά ή τρισδιάστατα πολυμερή μακρομόρια. όπως το πολυαιθυλένιο, για παράδειγμα.

Σκελετός ή κεντρική δομή

Με διπλό δεσμό μεταξύ άνθρακα και άνθρακα

Υπάρχουν μονομερή που παρουσιάζουν στη δομή τους έναν κεντρικό σκελετό που σχηματίζεται από τουλάχιστον δύο άτομα άνθρακα συνδεδεμένα με ένα διπλό δεσμό, (C = C). 

Με τη σειρά του, αυτή η αλυσίδα ή η κεντρική δομή έχει άτομα συνδεδεμένα πλευρικά που μπορούν να αλλάξουν σχηματίζοντας ένα διαφορετικό μονομερές. (R₂C = CR₂).

Εάν οποιαδήποτε από τις αλυσίδες R τροποποιηθεί ή αντικατασταθεί, λαμβάνεται ένα διαφορετικό μονομερές. Ομοίως, όταν αυτά τα νέα μονομερή συναντιούνται, θα σχηματίσουν ένα διαφορετικό πολυμερές.

Είναι δυνατόν να αναφερθεί το προπυλένιο ως ένα παράδειγμα αυτής της ομάδας μονομερών (Η₂C = CH₃Η), τετραφθοροαιθυλένιο (F₂C = CF₂) και χλωριούχο βινύλιο (Η₂C = CClH).

Δύο λειτουργικές ομάδες στη δομή

Αν και υπάρχουν μονομερή που έχουν μία μόνο λειτουργική ομάδα, υπάρχει μια μεγάλη ομάδα μονομερών που έχουν στη δομή τους δύο λειτουργικές ομάδες.

Τα αμινοξέα είναι ένα καλό παράδειγμα αυτού. Έχουν μία αμινο-λειτουργική ομάδα (-ΝΗ₂) και η λειτουργική ομάδα του καρβοξυλικού οξέος (-COOH) προσαρτημένη σε ένα κεντρικό άτομο άνθρακα.

Αυτό το χαρακτηριστικό του ότι είναι ένα διλειτουργικό μονομερές, δίνει επίσης την ικανότητα σχηματισμού μακρών αλυσίδων πολυμερών ως παρουσία διπλών δεσμών.

Λειτουργικές ομάδες

Γενικά, οι ιδιότητες των πολυμερών δίδονται από τα άτομα που σχηματίζουν τις πλευρικές αλυσίδες των μονομερών. Αυτές οι αλυσίδες αποτελούν τις λειτουργικές ομάδες των οργανικών ενώσεων.

Υπάρχουν οικογένειες οργανικών ενώσεων των οποίων τα χαρακτηριστικά δίνονται από τις λειτουργικές ομάδες ή πλευρικές αλυσίδες. Ένα παράδειγμα είναι η λειτουργική ομάδα καρβοξυλικού οξέος R-COOH, η αμινομάδα R-NH₂, την αλκοόλη R-OH, μεταξύ πολλών άλλων που εμπλέκονται στις αντιδράσεις πολυμερισμού.

Ένωση των ίδιων ή διαφορετικών μονομερών

Ένωση ίσων μονομερών

Τα μονομερή μπορούν να σχηματίσουν διαφορετικά είδη πολυμερών. Μπορείτε να ενώσετε τα ίδια μονομερή ή του ίδιου τύπου και να δημιουργήσετε τα αποκαλούμενα ομοπολυμερή.

Ως παράδειγμα, μπορεί να αναφερθεί το στυρόλιο, το πολυ-στυρόλιο που σχηματίζει μονομερές. Το άμυλο και η κυτταρίνη είναι επίσης παραδείγματα ομοπολυμερών που σχηματίζονται από μεγάλες διακλαδισμένες αλυσίδες του μονομερούς γλυκόζης.

Ένωση διαφορετικών μονομερών

Η ένωση διαφόρων μονομερών σχηματίζει τα συμπολυμερή. Οι μονάδες επαναλαμβάνονται σε διαφορετικό αριθμό, σειρά ή ακολουθία κατά μήκος της δομής των πολυμερών αλυσίδων (Α-Β-Β-Β-Α-Α-Β-Α-Α- ...).

Ως παράδειγμα συμπολυμερών, μπορεί να αναφερθεί το νάιλον, ένα πολυμερές που σχηματίζεται από επαναλαμβανόμενες μονάδες δύο διαφορετικών μονομερών. Αυτά είναι το δικαρβοξυλικό οξύ και ένα μόριο διαμίνης, τα οποία συνδέονται μέσω συμπύκνωσης σε ισομοριακές αναλογίες (ίσες).

Διαφορετικά μονομερή μπορούν επίσης να προστεθούν σε άνισες αναλογίες, όπως ο σχηματισμός ενός εξειδικευμένου πολυαιθυλενίου του οποίου η βασική δομή είναι μονομερές 1-οκτενίου και μονομερές αιθυλενίου.

Τύποι μονομερών

Υπάρχουν πολλά χαρακτηριστικά που κάνουν το διάφορους τύπους μονομερών, μεταξύ των οποίων της προέλευσης, τη λειτουργικότητα, δομή, τύπος πολυμερούς που σχηματίζεται, πώς πολυμερίζονται και ομοιοπολικούς δεσμούς.

Φυσικά μονομερή

-Υπάρχουν μονομερή φυσικής προέλευσης όπως το ισοπρένιο, το οποίο λαμβάνεται από το χυμό ή το λατέξ του το φυτά, και αυτή είναι επίσης η μονομερής δομή του φυσικού καουτσούκ.

-Ορισμένα αμινοξέα που παράγονται από έντομα σχηματίζουν ινοσίνη ή πρωτεΐνη μεταξιού. Επίσης, υπάρχουν αμινοξέα που σχηματίζουν την πολυμερή κερατίνη, η οποία είναι η πρωτεΐνη του μαλλιού που παράγεται από ζώα όπως τα πρόβατα.

-Μεταξύ των φυσικών μονομερών είναι επίσης οι βασικές δομικές μονάδες των βιομορίων. Η γλυκόζη μονοσακχαρίτη, για παράδειγμα, συνδέεται με άλλα μόρια γλυκόζης για να σχηματίσει διαφορετικούς τύπους υδατανθράκων όπως άμυλο, γλυκογόνο, κυτταρίνη, μεταξύ άλλων.

-Τα αμινοξέα, από την άλλη πλευρά, μπορούν να σχηματίσουν ένα ευρύ φάσμα πολυμερών γνωστών ως πρωτεΐνες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι υπάρχουν είκοσι είδη αμινοξέων, τα οποία μπορούν να συνδεθούν με οποιαδήποτε αυθαίρετη σειρά. και ως εκ τούτου, καταλήγουν να σχηματίζουν μία ή άλλη πρωτεΐνη με τα δικά της δομικά χαρακτηριστικά.

-Τα μονοπυρηνικά μόρια, τα οποία σχηματίζουν τα μακρομόρια που ονομάζονται DNA και RNA των νουκλεϊνικών οξέων αντίστοιχα, είναι επίσης πολύ σημαντικά μονομερή στην κατηγορία αυτή.

Συνθετικά μονομερή

-Μεταξύ των τεχνητών ή συνθετικών μονομερών (τα οποία είναι πολυάριθμα), μπορούμε να αναφέρουμε ορισμένα με τα οποία κατασκευάζονται διάφορες ποικιλίες πλαστικών. όπως χλωριούχο βινύλιο, το οποίο σχηματίζει χλωριούχο πολυβινύλιο ή PVC. και αέριο αιθυλενίου (Η₂C = CH₂) και το πολυμερές του πολυαιθυλενίου.

Είναι γνωστό ότι με αυτά τα υλικά μπορείτε να χτίσετε μια ποικιλία από δοχεία, μπουκάλια, οικιακά αντικείμενα, παιχνίδια, δομικά υλικά, μεταξύ άλλων..

-Το μονομερές τετραφθοροαιθυλενίου (F₂C = CF₂) ευρίσκεται σχηματίζοντας το πολυμερές γνωστό και εμπορικά γνωστό ως Teflon.

-Το μόριο καπρολακτάμης που προέρχεται από το τολουόλιο είναι απαραίτητο για τη σύνθεση του νάυλον, μεταξύ πολλών άλλων.

-Υπάρχουν διάφορες ομάδες ακρυλικών μονομερών που ταξινομούνται ανάλογα με τη σύνθεση και τη λειτουργία. Μεταξύ αυτών συγκαταλέγονται το ακρυλαμίδιο και το μεθακρυλαμίδιο, το ακρυλικό, τα ακρυλικά με φθόριο, μεταξύ άλλων.

Πολικά και πολικά μονομερή

Αυτή η ταξινόμηση γίνεται σύμφωνα με τη διαφορά στην ηλεκτροαρνητικότητα των ατόμων που αποτελούν το μονομερές. Όταν υπάρχει μια αξιοσημείωτη διαφορά, σχηματίζονται πολικά μονομερή. για παράδειγμα, πολικά αμινοξέα όπως θρεονίνη και ασπαραγίνη.

Όταν η διαφορά ηλεκτροαρνησίας είναι μηδέν, τα μονομερή είναι απολιτικά. Υπάρχουν μη πολικά αμινοξέα όπως τρυπτοφάνη, αλανίνη, βαλίνη, μεταξύ άλλων. και επίσης απολιτικά μονομερή όπως ο οξικός βινυλεστέρας.

Κυκλικά ή γραμμικά μονομερή

Σύμφωνα με τη μορφή ή την οργάνωση των ατόμων εντός της δομής των μονομερών, αυτά μπορούν να ταξινομηθούν ως κυκλικά μονομερή, όπως προλίνη, αιθυλενοξείδιο, γραμμική ή αλειφατική, όπως η βαλίνη αμινοξέος, η αιθυλενογλυκόλη μεταξύ πολλών άλλων.

Παραδείγματα

Πέραν των ήδη αναφερθέντων, είναι διαθέσιμα τα ακόλουθα πρόσθετα παραδείγματα μονομερών:

-Φορμαλδεΰδη

-Furfural

-Cardanol

-Γαλακτόζη

-Στυρένιο

-Πολυβινυλική αλκοόλη

-Ισοπρένιο

-Λιπαρά οξέα

-Εποξικά

-Και αν και δεν αναφέρθηκαν, υπάρχουν μονομερή των οποίων οι δομές δεν είναι ανθρακούχα, αλλά θείο, φωσφόρος ή έχουν άτομα πυριτίου.

Αναφορές

1. Carey F. (2006). Οργανική Χημεία (6η έκδ.). Μεξικό: Mc Graw Hill.
2. Οι συντάκτες της εγκυκλοπαίδειας Britannica. (29 Απριλίου 2015). Μονομερές: Χημική ένωση. Λήψη από: britannica.com
3. Mathews, Holde και Ahern. (2002). Biochemistry (3η έκδοση). Μαδρίτη: PEARSON
4. Πολυμερή και μονομερή. Ανακτήθηκε από: materialsworldmodules.org
5. Wikipedia. (2018). Μονομερές. Λαμβάνεται από: en.wikipedia.org