Въведение в мономерите и полимерите в химията

Мономер е вид молекула, която има способността да се свързва химически с други молекули в дълга верига; полимерът е верига от неопределен брой мономери. По същество мономерите са градивните елементи на полимерите, които представляват по-сложен тип молекули. Мономерите - повтарящи се молекулни единици - са свързани в полимери чрез ковалентни връзки.

Думата мономер идва от моно- (един) и -mer (Част). Мономерите са малки молекули които могат да се съединят по многократно, за да образуват по-сложни молекули, наречени полимери. Мономерите образуват полимери чрез образуване на химически връзки или свързване супрамолекулярно чрез процес, наречен полимеризация.

Понякога полимерите се получават от свързани групи мономерни субединици (до няколко десетки мономера), наречени олигомери. За да се квалифицира като олигомер, свойствата на молекулата трябва да се променят значително, ако се добавят или премахват една или няколко субединици. Примерите за олигомери включват колаген и течен парафин.

Свързан термин е "мономерен протеин", който е протеин, който се свързва, за да направи мултипротеинов комплекс. Мономерите не са просто градивни елементи от полимери, но са важни молекули сами по себе си, които не е задължително да образуват полимери, освен ако условията са правилни.

Примерите за мономери включват винилхлорид (който полимеризира в поливинилхлорид или PVC), глюкоза (която полимеризира в нишесте, целулоза, ламинарин и глюкани) и аминокиселини (които полимеризират в пептиди, полипептиди и протеини). Глюкозата е най-разпространеният естествен мономер, който полимеризира чрез образуване на гликозидни връзки.

Думата полимер идва от поли- (много) и -mer (Част). Полимерът може да бъде естествена или синтетична макромолекула, състояща се от повтарящи се единици от по-малка молекула (мономери). Докато много хора използват взаимозаменяемо понятието „полимер“ и „пластмаса“, полимерите са много по-голям клас на молекули, която включва пластмаса, плюс много други материали, като целулоза, кехлибар и естествени каучук.

Съединенията с по-ниско молекулно тегло могат да бъдат разграничени по броя на мономерните субединици, които съдържат. Термините димер, тример, тетрамер, пентамер, хексамер, хептамер, октамер, нонамер, декамер, додекамер, ейкозамер отразяват молекули, съдържащи 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и 20 мономерни единици.

Примерите за полимери включват пластмаси като полиетилен, силикони като глупава замазка, биополимери като целулоза и ДНК, естествени полимери като каучук и шеллак и много други важни макромолекули.

Класовете на биологични молекули могат да бъдат групирани във видовете полимери, които образуват, и мономерите, които действат като субединици:

• Липидите - полимери, наречени диглицериди, триглицериди; мономерите са глицерол и мастни киселини
• Протеини - полимерите са известни като полипептиди; мономерите са аминокиселини
• Нуклеинова киселина - полимерите са ДНК и РНК; мономерите са нуклеотиди, които от своя страна се състоят от азотна основа, пентоза захар и фосфатна група
• Въглехидрати - полимерите са полизахариди и дизахариди *; мономерите са монозахариди (прости захари)

* Технически, диглицеридите и триглицеридите не са истински полимери, защото се образуват чрез дехидратация синтез на по-малки молекули, а не от връзката в края на мономерите, която характеризира вярно полимеризация.

Полимеризацията е процесът на ковалентно свързване на по-малките мономери в полимера. По време на полимеризацията химичните групи се губят от мономерите, така че да могат да се съединят. В случай на биополимери на въглехидрати, това е a реакция на дехидратация в която се образува вода.

• Cowie, J.M.G. и Валерия Ариги. „Полимери: Химия и физика на съвременните материали“, 3-то изд. Boca Taton: CRC Press, 2007.
• Сперлинг, Лесли Х. „Въведение във физическата полимерна наука“, 4 изд. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2006.
• Йънг, Робърт Дж. И Питър А. Ловъл. "Въведение в полимерите", 3 изд. Boca Raton, LA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.