מבוא למונומים ופולימרים בכימיה

מונומר הוא סוג של מולקולה שיש לה יכולת לקשר כימית עם מולקולות אחרות בשרשרת ארוכה; פולימר הוא שרשרת של מספר לא מוגדר של מונומרים. בעיקרו של דבר, מונומרים הם אבני הבניין של פולימרים, שהם סוג יותר מורכב של מולקולות. מונונרים - יחידות מולקולריות חוזרות - מחוברים לפולימרים על ידי קשרים קוולנטיים.

המילה מונומר באה מונו- (אחד ו -מר (חלק). המונומים הם קטנים מולקולות אשר עשויים להיות מחוברים בצורה חוזרת ויוצרים מולקולות מורכבות יותר הנקראות פולימרים. מונונרים יוצרים פולימרים על ידי יצירת קשרים כימיים או קשירה בצורה סופרמולקולרית באמצעות תהליך המכונה פילמור.

לפעמים פולימרים עשויים מקבוצות כבויות של יחידות משנה מונומריות (עד כמה עשרות מונומרים) הנקראות אוליגומרים. כדי להיחשב לאוליגומר, תכונות המולקולה צריכות להשתנות באופן משמעותי אם מוסיפים או מוסרים יחידות משנה אחת או מעטות. דוגמאות לאוליגומרים כוללות קולגן ופרפין נוזלי.

מונח קשור הוא "חלבון מונומר", שהוא חלבון שקושר ליצירת קומפלקס רב-חלבון. המונומים אינם סתם אבני בניין של פולימרים, אלא הם מולקולות חשובות בפני עצמן, אשר אינן מהוות בהכרח פולימרים אלא אם כן התנאים צודקים.

דוגמאות למונומרים כוללות ויניל כלוריד (שממיסר את הפולימרים לפוליוויניל כלוריד או PVC), גלוקוזה (שמפולימר מולימר) לחומצות עמילן, תאית, למינרין וגלוקנים) וחומצות אמינו (המפלסות לפפטידים, פוליפפטידים, חלבונים). הגלוקוזה היא המונומר הטבעי השופע ביותר, המפלמרים על ידי יצירת קשרים גליקוזידיים.

המילה פולימר באה פולי- (רבים) ו -מר (חלק). פולימר עשוי להיות מקרומולקולה טבעית או סינתטית המורכבת מיחידות חוזרות של מולקולה קטנה יותר (מונומרים). בעוד אנשים רבים משתמשים במונחים 'פולימר' ו'פלסטי 'זה בזה, פולימרים הם מעמד גדול בהרבה של מולקולות הכוללות פלסטיקה, ועוד חומרים רבים אחרים, כגון תאית, ענבר וטבעי גומי.

ניתן להבחין בתרכובות בעלות משקל מולקולרי נמוך יותר במספר התת-יחידות המונומריות שהן מכילות. המונחים דימר, טרימר, tetramer, pentamer, hexamer, heptamer, octamer, nonamer, decamer, dodecamer, eicosamer משקפים מולקולות המכילות 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 20 יחידות מונומר.

דוגמאות לפולימרים כוללות פלסטיק כמו פוליאתילן, סיליקונים כמו מרק מטופש, ביו-פולימרים. כמו תאית ו- DNA, פולימרים טבעיים כמו גומי ושלק, ורבים אחרים חשובים מקרומולקולות.

השיעורים של מולקולות ביולוגיות עשויים להיות מקובצים לסוגי הפולימרים שהם מייצרים והמונומרים המשמשים כיחידות משנה:

• ליפידים - פולימרים הנקראים דיגליצרידים, טריגליצרידים; מונומרים הם גליצרול וחומצות שומן
• חלבונים - פולימרים ידועים כפוליפפטידים; מונומרים הם חומצות אמינו
• חומצות גרעין - פולימרים הם DNA ו- RNA; מונומרים הם נוקלאוטידים, אשר בתורם מורכבים מבסיס חנקני, סוכר מחומש וקבוצת פוספט.
• פחמימות - פולימרים הם פוליסכרידים ודיסכרידים *; מונומרים הם מונוסכרידים (סוכרים פשוטים)

* מבחינה טכנית דיגליצרידים וטריגליצרידים אינם פולימרים אמיתיים מכיוון שהם נוצרים באמצעות התייבשות סינתזה של מולקולות קטנות יותר, לא מהצמדה מקצה לקצה של מונומרים המאפיינת אמת פילמור.

פולימריזציה היא תהליך של קשירה קוולנטית של המונומרים הקטנים יותר לפולימר. במהלך הפילמור, קבוצות כימיות הולכות לאיבוד מהמונומרים כך שהם עשויים להצטרף זה לזה. במקרה של ביו-פולימרים של פחמימות, זהו א תגובת התייבשות בהם נוצרים מים.

• Cowie, J.M.G. וואלריה ארגי. "פולימרים: כימיה ופיזיקה של חומרים מודרניים", המהדורה השלישית. בוקה טטון: CRC Press, 2007.
• ספרלינג, לסלי ה. "מבוא למדעי הפולימרים הפיזיים", המהדורה הרביעית. Hoboken, NJ: ג'ון וויילי ובניו, 2006.
• יאנג, רוברט ג'יי, ופיטר א. לאוול. "מבוא לפולימרים", המהדורה השלישית. בוקה רטון, לוס אנג'לס: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.