Charakteristische Monomere, Typen und Beispiele

Die Monomere sie sind kleine oder einfache Moleküle, die die grundlegende oder essentielle Struktureinheit größerer oder komplexerer Moleküle, Polymere genannt, bilden. Monomer ist ein Wort griechischen Ursprungs, das bedeutet Affe, ein und einfachTeil.

Wenn sich ein Monomer mit einem anderen verbindet, wird ein Dimer gebildet. Wenn dieses wiederum mit einem anderen Monomer verschmilzt, bildet es ein Trimer und so weiter, bis kurze Ketten gebildet werden, die Oligomere genannt werden, oder längere Ketten, die die sogenannten Polymere sind.

Die Monomere werden durch die Bildung chemischer Bindungen durch gemeinsame Elektronenpaare gebunden oder polymerisiert; das heißt, sie sind durch kovalente Bindungen verbunden.

Im obigen Bild stellen die Würfel die Monomere dar, die durch zwei Seiten (zwei Glieder) verbunden sind, um einen schiefen Turm zu erzeugen.

Diese Bindung von Monomeren ist als Polymerisation bekannt. Monomere des gleichen oder verschiedener Typen können kombiniert werden, und die Anzahl der kovalenten Bindungen, die mit einem anderen Molekül hergestellt werden können, bestimmt die Struktur des Polymers, das sie bilden (lineare, geneigte Ketten oder dreidimensionale Strukturen).

Es gibt eine große Vielfalt von Monomeren, unter denen solche natürlichen Ursprungs sind. Diese gehören und konstruieren die organischen Moleküle, die Biomoleküle, die in der Struktur von Lebewesen vorkommen.

Zum Beispiel die Aminosäuren, aus denen die Proteine ​​bestehen; die Monosaccharideinheiten der Kohlenhydrate; und die Mononukleotide, die die Nukleinsäuren bilden. Es gibt auch synthetische Monomere, die eine Vielzahl von inerten polymeren Produkten, wie Farben und Kunststoffen, ermöglichen.

Wir können zwei der Tausenden von Beispielen nennen, die gegeben werden können, wie Tetrafluorethylen, das das als Teflon bekannte Polymer bildet, oder die Monomere Phenol und Formaldehyd, die das Polymer namens Bakelit bilden.

Index

• 1 Eigenschaften der Monomere
  • 1.1 Die Monomere sind durch kovalente Bindungen gebunden
  • 1.2 Funktionalität der Monomere und Struktur des Polymers
  • 1.3 Bifunktionalität: Lineares Polymer
  • 1.4 Polyfunktionelle Monomere - Dreidimensionale Polymere
• 2 Skelett oder zentrale Struktur
  • 2.1 Mit einer Doppelbindung zwischen Kohlenstoff und Kohlenstoff
  • 2.2 Zwei funktionelle Gruppen in der Struktur
• 3 funktionelle Gruppen
• 4 Union der gleichen oder unterschiedlicher Art von Monomeren
  • 4.1 Union von gleichen Monomeren
  • 4.2 Vereinigung verschiedener Monomere
• 5 Arten von Monomeren
  • 5.1 Natürliche Monomere
  • 5.2 Synthetische Monomere
  • 5.3 Polare und polare Monomere
  • 5.4 Cyclische oder lineare Monomere
• 6 Beispiele
• 7 Referenzen

Eigenschaften der Monomere

Die Monomere sind durch kovalente Bindungen gebunden

Die Atome, die an der Bildung eines Monomers beteiligt sind, werden durch starke und stabile Bindungen als kovalente Bindung zusammengehalten. Die Monomere polymerisieren oder binden auch mit anderen monomeren Molekülen durch diese Bindungen, was den Polymeren Festigkeit und Stabilität verleiht.

Diese kovalenten Bindungen zwischen den Monomeren können durch chemische Reaktionen gebildet werden, die von den Atomen abhängen, aus denen das Monomer besteht, der Anwesenheit von Doppelbindungen und anderen Eigenschaften, die die Struktur des Monomers aufweisen.

Der Polymerisationsprozess kann durch eine der drei folgenden Reaktionen erfolgen: durch Kondensation, Addition oder durch freie Radikale. Jeder von ihnen trägt seine eigenen Mechanismen und Wachstumsmethoden.

Funktionalität der Monomere und Struktur des Polymers

Ein Monomer kann an mindestens zwei andere Monomermoleküle gebunden sein. Diese Eigenschaft oder Eigenschaft ist die sogenannte Funktionalität der Monomere und erlaubt es ihnen, die strukturellen Einheiten der Makromoleküle zu sein.

Die Monomere können bifunktionell oder polyfunktionell sein, abhängig von den aktiven oder reaktiven Stellen des Monomers; das heißt, die Atome des Moleküls, die an der Bildung kovalenter Bindungen mit den Atomen anderer Moleküle oder Monomere teilnehmen können.

Dieses Merkmal ist ebenfalls wichtig, da es eng mit der Struktur der Polymere verbunden ist, die, wie unten beschrieben, bestehen.

Bifunktionalität: Lineares Polymer

Die Monomere sind bifunktionell, wenn sie nur zwei Bindungsstellen mit anderen Monomeren haben; das heißt, das Monomer kann nur zwei kovalente Bindungen mit anderen Monomeren bilden und nur lineare Polymere bilden.

Unter den linearen Polymeren können Ethylenglycol und Aminosäuren als ein Beispiel erwähnt werden.

Polyfunktionelle Monomere - Dreidimensionale Polymere

Es gibt Monomere, die mit mehr als zwei Monomeren verknüpft sein können und die Struktureinheiten größerer Funktionalität sind.

Sie werden als polyfunktionell bezeichnet und sind solche, die verzweigte, Netzwerk- oder dreidimensionale Polymer-Makromoleküle erzeugen; wie zum Beispiel Polyethylen.

Skelett oder zentrale Struktur

Mit einer Doppelbindung zwischen Kohlenstoff und Kohlenstoff

Es gibt Monomere, die in ihrer Struktur ein zentrales Gerüst aus mindestens zwei Kohlenstoffatomen aufweisen, die durch eine Doppelbindung (C = C) verbunden sind.

Diese Kette oder zentrale Struktur wiederum hat Atome, die lateral angehängt sind und sich unter Bildung eines anderen Monomers verändern können. (R₂C = CR₂).

Wenn irgendeine der R-Ketten modifiziert oder ersetzt wird, wird ein anderes Monomer erhalten. Wenn diese neuen Monomere verbunden werden, bilden sie ebenfalls ein anderes Polymer.

Es ist möglich, Propylen als ein Beispiel für diese Gruppe von Monomeren zu nennen (H₂C = CH₃H), Tetrafluorethylen (F₂C = CF₂) und Vinylchlorid (H₂C = CClH).

Zwei funktionelle Gruppen in der Struktur

Obwohl es Monomere gibt, die eine einzige funktionelle Gruppe aufweisen, gibt es eine große Gruppe von Monomeren, die zwei funktionelle Gruppen in ihrer Struktur aufweisen.

Die Aminosäuren sind ein gutes Beispiel dafür. Sie haben eine funktionelle Aminogruppe (-NH₂) und die funktionelle Gruppe der Carbonsäure (-COOH) an ein zentrales Kohlenstoffatom gebunden.

Diese Eigenschaft, ein difunktionelles Monomer zu sein, verleiht ihm auch die Fähigkeit, lange Polymerketten zu bilden, wie die Anwesenheit von Doppelbindungen.

Funktionelle Gruppen

Im Allgemeinen sind die Eigenschaften der Polymere durch die Atome gegeben, die die Seitenketten der Monomere bilden. Diese Ketten bilden die funktionellen Gruppen der organischen Verbindungen.

Es gibt Familien organischer Verbindungen, deren Eigenschaften durch die funktionellen Gruppen oder Seitenketten gegeben sind. Ein Beispiel ist die funktionelle Carbonsäuregruppe R-COOH, die Aminogruppe R-NH₂, Alkohol R-OH, neben vielen anderen an Polymerisationsreaktionen beteiligten.

Vereinigung von gleichen oder verschiedenen Monomeren

Vereinigung von gleichen Monomeren

Die Monomere können verschiedene Arten von Polymeren bilden. Monomere des gleichen Typs oder des gleichen Typs können kombiniert werden, und die sogenannten Homopolymere können erzeugt werden.

Als Beispiel kann Styrol, das Monomer, das Polystyrol bildet, genannt werden. Stärke und Cellulose sind ebenfalls Beispiele für Homopolymere, die durch lange verzweigte Ketten des Glucose-Monomers gebildet werden.

Vereinigung verschiedener Monomere

Die Vereinigung verschiedener Monomere bildet die Copolymere. Die Einheiten werden in unterschiedlicher Anzahl, Reihenfolge oder Sequenz entlang der Struktur der Polymerketten (A-B-B-A-A-B-A-A ...) wiederholt.

Als ein Beispiel von Copolymeren kann Nylon erwähnt werden, ein Polymer, das durch Wiederholungseinheiten von zwei verschiedenen Monomeren gebildet wird. Dies sind die Dicarbonsäure und ein Diaminmolekül, die über Kondensation in äquimolaren (gleichen) Anteilen verbunden sind.

Verschiedene Monomere können auch in ungleichen Anteilen miteinander verbunden sein, wie im Fall der Bildung eines spezialisierten Polyethylens, dessen Grundstruktur 1-Octen-Monomer plus Ethylen-Monomer ist.

Arten von Monomeren

Es gibt viele Eigenschaften, die es ermöglichen, verschiedene Arten von Monomeren zu etablieren, unter denen sich ihre Herkunft, Funktionalität, Struktur, die Art des Polymers, das sie bilden, wie sie polymerisieren und ihre kovalenten Bindungen unterscheiden.

Natürliche Monomere

- Es gibt Monomere natürlichen Ursprungs wie Isopren, das aus dem Saft oder Latex von die Pflanzen, und das ist auch die monomere Struktur von Naturkautschuk.

- Einige von Insekten produzierte Aminosäuren bilden Fibroin oder Seidenprotein. Es gibt auch Aminosäuren, die das Polymer-Keratin bilden, welches das Protein von Wolle ist, die von Tieren wie Schafen produziert wird.

- Unter den natürlichen Monomeren befinden sich auch die grundlegenden Struktureinheiten der Biomoleküle. Das Monosaccharid Glukose zum Beispiel bindet mit anderen Glukosemolekülen unter Bildung verschiedener Arten von Kohlenhydraten wie Stärke, Glykogen, Zellulose und anderen.

-Aminosäuren andererseits können eine breite Palette von Polymeren bilden, die als Proteine ​​bekannt sind. Dies liegt daran, dass es zwanzig Arten von Aminosäuren gibt, die in beliebiger Reihenfolge verknüpft werden können; und daher am Ende das eine oder andere Protein mit seinen eigenen strukturellen Eigenschaften bilden.

Die Mononukleotide, die die Makromoleküle bilden, die als Nukleinsäuren DNA bzw. RNA bezeichnet werden, sind ebenfalls sehr wichtige Monomere in dieser Kategorie.

Synthetische Monomere

- Unter den künstlichen oder synthetischen Monomeren (die zahlreich sind) können wir einige erwähnen, mit denen verschiedene Arten von Kunststoffen gemacht werden; wie Vinylchlorid, das Polyvinylchlorid oder PVC bildet; und das Ethylengas (H₂C = CH₂) und sein Polyethylenpolymer.

Es ist bekannt, dass Sie mit diesen Materialien eine große Vielfalt an Behältern, Flaschen, Haushaltsgegenständen, Spielzeug, Baumaterialien und anderem herstellen können.

-Das Monomer Tetrafluorethylen (F₂C = CF₂) bildet das bekannte und kommerziell als Teflon bekannte Polymer.

Das aus Toluol gewonnene Caprolactammolekül ist unter anderem für die Synthese von Nylon essentiell.

- Es gibt mehrere Gruppen von Acrylmonomeren, die nach ihrer Zusammensetzung und Funktion klassifiziert sind.Unter diesen sind unter anderem Acrylamid und Methacrylamid, Acrylat, Acryl mit Fluorid.

Polare und polare Monomere

Diese Klassifizierung wird entsprechend der Elektronegativitätsdifferenz der Atome vorgenommen, aus denen das Monomer besteht. Wenn es einen bemerkenswerten Unterschied gibt, werden polare Monomere gebildet; beispielsweise polare Aminosäuren wie Threonin und Asparagin.

Wenn der Unterschied in der Elektronegativität null ist, sind die Monomere unpolar. Es gibt unpolare Aminosäuren wie Tryptophan, Alanin, Valin und andere; und auch unpolare Monomere wie Vinylacetat.

Cyclische oder lineare Monomere

Je nach der Form oder Organisation der Atome innerhalb der Struktur der Monomere können diese als cyclische Monomere wie Prolin, Ethylenoxid; linear oder aliphatisch, wie die Aminosäure Valin, Ethylenglykol und viele andere.

Beispiele

Zusätzlich zu den bereits erwähnten sind die folgenden zusätzlichen Beispiele von Monomeren verfügbar:

-Formaldehyd

-Furfural

-Cardanol

-Galaktose

-Styrol

-Polyalkohol

-Isopren

-Die Fettsäuren

-Exide

Und obwohl sie nicht erwähnt wurden, gibt es Monomere, deren Strukturen nicht mit Kohlensäure versetzt, sondern sulfuriert, phosphoriert oder mit Siliciumatomen besetzt sind.

Referenzen

1. Carey F. (2006). Organische Chemie (6. Ausgabe). Mexiko: Mc Graw Hill.
2. Die Herausgeber der Enzyklopädie Britannica. (29. April 2015). Monomer: Chemische Verbindung. Genommen von: britannica.com
3. Mathews, Holde und Ahern. (2002). Biochemie (3. Ausgabe). Madrid: Pearson
4. Polymere und Monomere. Von: materialsworldmodules.org
5. Wikipedia. (2018). Monomer. Genommen von: en.wikipedia.org