Karakteristieke monomeren, typen en voorbeelden

de monomeren het zijn kleine of eenvoudige moleculen die de fundamentele of essentiële structurele eenheid vormen van grotere of meer complexe moleculen die polymeren worden genoemd. Monomeer is een woord van Griekse afkomst dat betekent aap, een en louter, part.

Wanneer een monomeer met een ander wordt verbonden, wordt een dimeer gevormd. Wanneer dit op zijn beurt wordt samengevoegd met een ander monomeer, vormt het een trimeer, enzovoort, totdat het korte ketens vormt die oligomeren worden genoemd, of langere ketens die de zogenaamde polymeren zijn.

De monomeren worden gebonden of gepolymeriseerd door de vorming van chemische bindingen door paren elektronen te delen; dat wil zeggen, ze zijn verbonden door covalente obligaties.

In de afbeelding hierboven vertegenwoordigen de kubussen de monomeren, die zijn verbonden door twee vlakken (twee schakels) om een ​​scheve toren te creëren.

Deze binding van monomeren is bekend als polymerisatie. Monomeren van dezelfde of verschillende typen kunnen worden samengevoegd en het aantal covalente bindingen dat met een ander molecuul kan worden vastgesteld, bepaalt de structuur van het polymeer dat ze vormen (lineaire, hellende of driedimensionale structuren).

Er is een grote verscheidenheid aan monomeren, waaronder die van natuurlijke oorsprong. Deze behoren en ontwerpen de organische moleculen genaamd biomoleculen, aanwezig in de structuur van levende wezens.

Bijvoorbeeld de aminozuren die de eiwitten vormen; de monosaccharide-eenheden van de koolhydraten; en de mononucleotiden die de nucleïnezuren vormen. Er zijn ook synthetische monomeren, die toelaten talloze ontelbare inerte polymere producten uit te werken, zoals verven in kunststof.

Er kunnen twee van de duizenden voorbeelden worden genoemd die kunnen worden gegeven, zoals tetrafluorethyleen, dat het polymeer vormt dat bekend staat als teflon, of de monomeren fenol en formaldehyde, die het polymeer bakeliet vormen.

index

• 1 Kenmerken van de monomeren
  • 1.1 De monomeren zijn gebonden door covalente bindingen
  • 1.2 Functionaliteit van de monomeren en structuur van het polymeer
  • 1.3 Bifunctionaliteit: lineair polymeer
  • 1.4 Polyfunctionele monomeren - Driedimensionale polymeren
• 2 Skelet of centrale structuur
  • 2.1 Met een dubbele binding tussen koolstof en koolstof
  • 2.2 Twee functionele groepen in de structuur
• 3 functionele groepen
• 4 Unie van dezelfde of verschillende monomeren
  • 4.1 Unie van gelijke monomeren
  • 4.2 Unie van verschillende monomeren
• 5 soorten monomeren
  • 5.1 Natuurlijke monomeren
  • 5.2 Synthetische monomeren
  • 5.3 Polaire en polaire monomeren
  • 5.4 Cyclische of lineaire monomeren
• 6 voorbeelden
• 7 Referenties

Kenmerken van de monomeren

De monomeren zijn gebonden door covalente bindingen

De atomen die deelnemen aan de vorming van een monomeer worden bij elkaar gehouden door sterke en stabiele bindingen zoals de covalente binding. Ook polymeriseren de polymeren of binden zich met andere monomere moleculen door deze bindingen, hetgeen sterkte en stabiliteit aan de polymeren geeft.

Deze covalente bindingen tussen de monomeren kunnen worden gevormd door chemische reacties die afhankelijk zijn van de atomen waaruit het monomeer bestaat, de aanwezigheid van dubbele bindingen en andere kenmerken die de structuur van het monomeer hebben.

Het polymerisatieproces kan plaatsvinden door een van de volgende drie reacties: door condensatie, toevoeging of door vrije radicalen. Elk van hen heeft zijn eigen mechanismen en manier van groeien.

Functionaliteit van de monomeren en structuur van het polymeer

Een monomeer kan worden gekoppeld aan ten minste twee andere monomeermoleculen. Deze eigenschap of eigenschap is wat bekend staat als functionaliteit van de monomeren, en is wat hen in staat stelt de structurele eenheden van de macromoleculen te zijn.

De monomeren kunnen bifunctioneel of polyfunctioneel zijn, afhankelijk van de actieve of reactieve plaatsen van het monomeer; dat wil zeggen, de atomen van het molecuul die kunnen deelnemen aan de vorming van covalente bindingen met de atomen van andere moleculen of monomeren.

Dit kenmerk is ook belangrijk, omdat het nauw verbonden is met de structuur van de polymeren waaruit het bestaat, zoals hieronder wordt beschreven.

Bifunctionaliteit: lineair polymeer

De monomeren zijn bifunctioneel als ze slechts twee bindingsplaatsen met andere monomeren hebben; dat wil zeggen, het monomeer kan slechts twee covalente bindingen vormen met andere monomeren en vormt alleen lineaire polymeren.

Van de lineaire polymeren kunnen ethyleenglycol en aminozuren als een voorbeeld worden genoemd.

Polyfunctionele monomeren - Driedimensionale polymeren

Er zijn monomeren die aan meer dan twee monomeren kunnen worden gekoppeld en zijn de structurele eenheden met een grotere functionaliteit.

Ze worden polyfunctioneel genoemd en zijn die die de vertakte, netwerk- of driedimensionale polymere macromoleculen produceren; zoals polyethyleen.

Skelet of centrale structuur

Met een dubbele binding tussen koolstof en koolstof

Er zijn monomeren die in hun structuur een centraal skelet vormen gevormd door ten minste twee koolstofatomen verbonden door een dubbele binding, (C = C). 

Op zijn beurt heeft deze keten of centrale structuur aan de zijkanten verbonden atomen die kunnen veranderen en een ander monomeer vormen. (R₂C = CR₂).

Als een van de R-ketens wordt gemodificeerd of vervangen, wordt een ander monomeer verkregen. Op dezelfde manier zullen deze nieuwe monomeren een ander polymeer vormen.

Het is mogelijk om propyleen te noemen als een voorbeeld van deze groep monomeren (H.₂C = CH₃H), tetrafluorethyleen (F₂C = CF₂) en vinylchloride (H.₂C = CClH).

Twee functionele groepen in de structuur

Hoewel er monomeren zijn die een enkele functionele groep hebben, is er een grote groep monomeren die twee functionele groepen in hun structuur hebben.

De aminozuren zijn hiervan een goed voorbeeld. Ze hebben een amino-functionele groep (-NH₂) en de functionele groep van het carbonzuur (-COOH) bevestigd aan een centraal koolstofatoom.

Deze eigenschap dat het een difunctioneel monomeer is, geeft ook het vermogen om lange ketens van polymeren te vormen als de aanwezigheid van dubbele bindingen.

Functionele groepen

In het algemeen worden de eigenschappen van de polymeren gegeven door de atomen die de zijketens van de monomeren vormen. Deze ketens vormen de functionele groepen van organische verbindingen.

Er zijn families van organische verbindingen waarvan de kenmerken worden gegeven door de functionele groepen of zijketens. Een voorbeeld is de carbonzuur-functionele groep R-COOH, de aminogroep R-NH₂, de alcohol R-OH, naast vele andere betrokken bij de polymerisatiereacties.

Unie van dezelfde of verschillende monomeren

Unie van gelijke monomeren

De monomeren kunnen verschillende soorten polymeren vormen. U kunt lid worden van dezelfde monomeren of van hetzelfde type en de zogenaamde homopolymeren genereren.

Als een voorbeeld kan worden genoemd styreen, monomeer-vormend polystyreen. Zetmeel en cellulose zijn ook voorbeelden van homopolymeren gevormd door lang vertakte ketens van het glucosemonomeer.

Unie van verschillende monomeren

De vereniging van verschillende monomeren vormt de copolymeren. De eenheden worden herhaald in verschillende aantallen, volgorde of volgorde langs de structuur van de polymeerketens (A-B-B-A-A-B-A-A- ...).

Als een voorbeeld van copolymeren kan melding worden gemaakt van nylon, een polymeer gevormd door repetitieve eenheden van twee verschillende monomeren. Dit zijn het dicarbonzuur en een molecuul diamine, die via condensatie in equimolaire verhoudingen (gelijk) worden verbonden.

Verschillende monomeren kunnen ook in ongelijke verhoudingen worden toegevoegd, zoals de vorming van een gespecialiseerd polyethyleen waarvan de basisstructuur 1-octeenmonomeer plus ethyleenmonomeer is.

Typen monomeren

Er zijn veel kenmerken die het mogelijk maken om verschillende soorten monomeren vast te stellen, waaronder hun oorsprong, functionaliteit, structuur, het type polymeer dat ze vormen, hoe ze zijn gepolymeriseerd en hun covalente bindingen.

Natuurlijke monomeren

-Er zijn monomeren van natuurlijke oorsprong zoals isopreen, dat wordt verkregen uit het sap of de latex van de planten, en dat is ook de monomere structuur van natuurrubber.

-Sommige aminozuren geproduceerd door insecten vormen fibroine of zijde-eiwit. Ook zijn er aminozuren die het polymere keratine vormen, dat het eiwit is van wol geproduceerd door dieren zoals schapen.

-Onder de natuurlijke monomeren bevinden zich ook de structurele basiseenheden van de biomoleculen. De monosaccharide-glucose bindt bijvoorbeeld met andere glucosemoleculen en vormt onder andere verschillende soorten koolhydraten zoals zetmeel, glycogeen, cellulose.

-Aminozuren, aan de andere kant, kunnen een breed scala van polymeren vormen die bekend staan ​​als eiwitten. Dit komt omdat er twintig soorten aminozuren zijn, die in willekeurige volgorde kunnen worden gekoppeld; en daarom eindigen met het vormen van een of ander eiwit met zijn eigen structurele kenmerken.

-De mononucleotiden, die de macromoleculen vormen die respectievelijk nucleïnezuren DNA en RNA worden genoemd, zijn ook zeer belangrijke monomeren in deze categorie.

Synthetische monomeren

-Onder de kunstmatige of synthetische monomeren (die talrijk zijn), kunnen we enkele vermelden waarmee verschillende variëteiten van kunststoffen worden gemaakt; zoals vinylchloride, dat polyvinylchloride of PVC vormt; en ethyleengas (H.₂C = CH₂) en zijn polyethyleenpolymeer.

Het is bekend dat je met deze materialen een verscheidenheid aan containers, flessen, huishoudelijke artikelen, speelgoed, bouwmaterialen, onder anderen kunt bouwen..

-Het tetrafluorethyleenmonomeer (F₂C = CF₂) wordt gevonden, vormt het polymeer dat bekend is en in de handel bekend is als Teflon.

-Het caprolactammolecuul afgeleid van tolueen is essentieel voor de synthese van nylon, naast vele andere.

-Er zijn verschillende groepen acrylmonomeren die worden ingedeeld op basis van de samenstelling en functie. Hiertoe behoren oa acrylamide en methacrylamide, acrylaat, acrylaten met fluoride.

Polaire en polaire monomeren

Deze classificatie wordt gemaakt volgens het verschil in elektronegativiteit van de atomen waaruit het monomeer bestaat. Wanneer er een merkbaar verschil is, worden polaire monomeren gevormd; bijvoorbeeld polaire aminozuren zoals threonine en asparagine.

Wanneer het elektronegativiteitsverschil nul is, zijn de monomeren apolair. Er zijn niet-polaire aminozuren, zoals tryptofaan, alanine, valine, onder andere; en ook apolaire monomeren zoals vinylacetaat.

Cyclische of lineaire monomeren

Volgens de vorm of organisatie van de atomen binnen de structuur van de monomeren, kunnen deze worden geclassificeerd als cyclische monomeren, zoals proline, ethyleenoxide; lineair of alifatisch, zoals het aminozuur valine, ethyleenglycol en vele andere.

Voorbeelden

Naast de reeds genoemde zijn de volgende aanvullende voorbeelden van monomeren beschikbaar:

-formaldehyde

-furfural

-cardanol

-galactose

-styreen

-Polyvinylalcohol

-isopreen

-Vetzuren

-epoxiden

-En hoewel ze niet werden genoemd, zijn er monomeren waarvan de structuren niet koolzuurhoudend zijn, maar zwavel, fosfor of siliciumatomen hebben.

referenties

1. Carey F. (2006). Organische chemie (6e druk). Mexico: Mc Graw Hill.
2. De redacteuren van Encyclopedia Britannica. (29 april 2015). Monomeer: ​​chemische verbinding. Genomen uit: britannica.com
3. Mathews, Holde en Ahern. (2002). Biochemistry (3e ed.). Madrid: PEARSON
4. Polymeren en monomeren. Teruggeplaatst van: materialsworldmodules.org
5. Wikipedia. (2018). Monomeer. Genomen uit: en.wikipedia.org