Monomeri, tipi ed esempi caratteristici

il monomeri sono molecole piccole o semplici che costituiscono l'unità strutturale di base o essenziale di molecole più grandi o più complesse chiamate polimeri. Il monomero è una parola di origine greca che significa scimmia, uno e mero, parte.

Quando un monomero si unisce a un altro, si forma un dimero. Quando questo a sua volta si fonde con un altro monomero, forma un trimero, e così via fino a formare catene corte chiamate oligomeri o catene più lunghe che sono i cosiddetti polimeri.

I monomeri sono legati o polimerizzati dalla formazione di legami chimici condividendo coppie di elettroni; cioè, sono uniti da legami covalenti.

Nell'immagine sopra i cubi rappresentano i monomeri, che sono collegati da due facce (due collegamenti) per dare origine a una torre pendente.

Questo legame di monomeri è noto come polimerizzazione. Possono essere combinati monomeri dello stesso tipo o diversi, e il numero di legami covalenti che possono essere stabiliti con un'altra molecola determinerà la struttura del polimero che formano (catene lineari, inclinate o strutture tridimensionali).

Esiste un'ampia varietà di monomeri, tra cui quelli di origine naturale. Questi appartengono e progettano le molecole organiche chiamate biomolecole, presenti nella struttura degli esseri viventi.

Ad esempio, gli aminoacidi che costituiscono le proteine; le unità monosaccaride dei carboidrati; e i mononucleotidi che formano gli acidi nucleici. Ci sono anche monomeri sintetici, che permettono di elaborare innumerevoli varietà di prodotti polimerici inerti, come vernici e plastiche.

Possiamo citare due dei migliaia di esempi che possono essere dati, come il tetrafluoroetilene, che forma il polimero noto come Teflon, o i monomeri fenolo e formaldeide, che formano il polimero chiamato bachelite.

indice

• 1 Caratteristiche dei monomeri
  • 1.1 I monomeri sono legati da legami covalenti
  • 1.2 Funzionalità dei monomeri e struttura del polimero
  • 1.3 Bifunzionalità: polimero lineare
  • 1.4 Monomeri polifunzionali - Polimeri tridimensionali
• 2 scheletro o struttura centrale
  • 2.1 Con un doppio legame tra carbonio e carbonio
  • 2.2 Due gruppi funzionali nella struttura
• 3 gruppi funzionali
• 4 Unione dello stesso tipo o di diversi tipi di monomeri
  • 4.1 Unione di monomeri uguali
  • 4.2 Unione di diversi monomeri
• 5 tipi di monomeri
  • 5.1 monomeri naturali
  • 5.2 monomeri sintetici
  • 5.3 Monomi polari e polari
  • 5.4 Monomeri ciclici o lineari
• 6 esempi
• 7 riferimenti

Caratteristiche dei monomeri

I monomeri sono legati da legami covalenti

Gli atomi che partecipano alla formazione di un monomero sono tenuti insieme da legami forti e stabili come il legame covalente. Inoltre, i monomeri polimerizzano o si legano con altre molecole monomeriche attraverso questi legami, dando forza e stabilità ai polimeri.

Questi legami covalenti tra i monomeri possono essere formati da reazioni chimiche che dipendono dagli atomi che compongono il monomero, dalla presenza di doppi legami e da altre caratteristiche che hanno la struttura del monomero.

Il processo di polimerizzazione può essere una delle tre seguenti reazioni: per condensazione, addizione o per radicali liberi. Ognuno di loro porta i propri meccanismi e modalità di crescita.

Funzionalità dei monomeri e struttura del polimero

Un monomero può essere collegato ad almeno altre due molecole monomeriche. Questa proprietà o caratteristica è ciò che è noto come funzionalità dei monomeri, ed è ciò che consente loro di essere le unità strutturali delle macromolecole.

I monomeri possono essere bifunzionali o polifunzionali, a seconda dei siti attivi o reattivi del monomero; cioè gli atomi della molecola che possono partecipare alla formazione di legami covalenti con gli atomi di altre molecole o monomeri.

Questa caratteristica è anche importante, poiché è strettamente legata alla struttura dei polimeri che compongono, come descritto di seguito.

Bifunzionalità: polimero lineare

I monomeri sono bifunzionali quando hanno solo due siti di legame con altri monomeri; cioè, il monomero può formare solo due legami covalenti con altri monomeri e forma solo polimeri lineari.

Tra i polimeri lineari, glicole etilenico e amminoacidi possono essere citati come esempio.

Monomeri polifunzionali - Polimeri tridimensionali

Ci sono monomeri che possono essere collegati con più di due monomeri e sono le unità strutturali di maggiore funzionalità.

Sono chiamati polifunzionali e sono quelli che producono macromolecole polimeriche ramificate, reticolate o tridimensionali; come il polietilene, per esempio.

Scheletro o struttura centrale

Con un doppio legame tra carbonio e carbonio

Ci sono monomeri che presentano nella loro struttura uno scheletro centrale formato da almeno due atomi di carbonio uniti da un doppio legame (C = C).

A sua volta, questa catena o struttura centrale ha atomi attaccati lateralmente che possono cambiare formando un diverso monomero. (R₂C = CR₂).

Se una qualsiasi delle catene R viene modificata o sostituita, si ottiene un diverso monomero. Allo stesso modo, quando questi nuovi monomeri vengono uniti formeranno un polimero diverso.

È possibile menzionare il propilene come esempio di questo gruppo di monomeri (H₂C = CH₃H), tetrafluoroetilene (F₂C = CF₂) e cloruro di vinile (H₂C = CClH).

Due gruppi funzionali nella struttura

Sebbene esistano monomeri che hanno un singolo gruppo funzionale, esiste un ampio gruppo di monomeri che hanno due gruppi funzionali nella loro struttura.

Gli aminoacidi sono un buon esempio di questo. Hanno un gruppo amminofunzionale (-NH₂) e il gruppo funzionale dell'acido carbossilico (-COOH) collegato ad un atomo di carbonio centrale.

Questa caratteristica di essere un monomero difunzionale dà anche la capacità di formare lunghe catene di polimeri come la presenza di doppi legami.

Gruppi funzionali

In generale, le proprietà dei polimeri sono date dagli atomi che formano le catene laterali dei monomeri. Queste catene costituiscono i gruppi funzionali dei composti organici.

Ci sono famiglie di composti organici le cui caratteristiche sono date dai gruppi funzionali o dalle catene laterali. Un esempio è il gruppo funzionale acido carbossilico R-COOH, il gruppo amminico R-NH₂, alcool R-OH, tra molti altri coinvolti in reazioni di polimerizzazione.

Unione di monomeri uguali o diversi

Unione di monomeri uguali

I monomeri possono formare diversi tipi di polimeri. Possono essere combinati monomeri dello stesso tipo o dello stesso tipo e possono essere generati i cosiddetti omopolimeri.

Ad esempio, si può menzionare lo stirene, il monomero che forma il polistirolo. Amido e cellulosa sono anche esempi di omopolimeri formati da lunghe catene ramificate del monomero di glucosio.

Unione di diversi monomeri

L'unione di diversi monomeri forma i copolimeri. Le unità vengono ripetute in numeri, ordini o sequenze diversi lungo la struttura delle catene polimeriche (A-B-B-B-A-A-B-A-A- ...).

Come esempio di copolimeri, si può menzionare il nylon, un polimero formato da unità ripetitive di due diversi monomeri. Questi sono l'acido dicarbossilico e una molecola diammina, che sono uniti per condensazione in proporzioni equimolari (uguali).

Differenti monomeri possono anche essere uniti in proporzioni disuguali, come nel caso della formazione di un polietilene specializzato la cui struttura di base è monomero di ottene più monomero di etilene.

Tipi di monomeri

Ci sono molte caratteristiche che permettono di stabilire diversi tipi di monomeri, tra cui spiccano la loro origine, funzionalità, struttura, il tipo di polimero che formano, come polimerizzano e i loro legami covalenti.

Monomeri naturali

- Ci sono monomeri di origine naturale come l'isoprene, che è ottenuto dalla linfa o dal lattice di il piante, e questa è anche la struttura monomerica della gomma naturale.

-Alcuni amminoacidi prodotti dagli insetti formano fibroina o proteine ​​della seta. Inoltre, ci sono amminoacidi che formano la cheratina polimerica, che è la proteina della lana prodotta da animali come le pecore.

-Tra i monomeri naturali sono anche le unità strutturali di base delle biomolecole. Il glucosio monosaccaride, per esempio, si lega con altre molecole di glucosio per formare diversi tipi di carboidrati come amido, glicogeno, cellulosa, tra gli altri.

-Aminoacidi, d'altra parte, possono formare una vasta gamma di polimeri noti come proteine. Questo perché ci sono venti tipi di amminoacidi, che possono essere collegati in qualsiasi ordine arbitrario; e quindi, finiscono per formare una o un'altra proteina con le proprie caratteristiche strutturali.

-I mononucleotidi, che formano rispettivamente le macromolecole chiamate DNA e RNA, sono anch'essi monomeri molto importanti in questa categoria.

Monomeri sintetici

-Tra i monomeri artificiali o sintetici (che sono numerosi), possiamo citarne alcuni con cui vengono prodotte diverse varietà di plastica; come il cloruro di vinile, che forma cloruro di polivinile o PVC; e il gas etilene (H₂C = CH₂) e il suo polimero di polietilene.

È noto che con questi materiali è possibile costruire un'ampia varietà di contenitori, bottiglie, articoli per la casa, giocattoli, materiali da costruzione, tra gli altri.

-Il monomero tetrafluoroetilene (F₂C = CF₂) sta formando il polimero conosciuto e commercialmente noto come Teflon.

-La molecola di caprolattame derivata dal toluene è essenziale per la sintesi del nylon, tra molti altri.

- Esistono diversi gruppi di monomeri acrilici classificati in base alla composizione e alla funzione.Tra questi ci sono acrilammide e metacrilammide, acrilato, acrilici con fluoro, tra gli altri.

Monomeri polari e polari

Questa classificazione è fatta in base alla differenza di elettronegatività degli atomi che compongono il monomero. Quando c'è una differenza notevole, si formano monomeri polari; per esempio, amminoacidi polari come treonina e asparagina.

Quando la differenza di elettronegatività è zero, i monomeri sono apolari. Ci sono aminoacidi non polari come triptofano, alanina, valina, tra gli altri; e anche monomeri apolari come acetato di vinile.

Monomeri ciclici o lineari

Secondo la forma o l'organizzazione degli atomi all'interno della struttura dei monomeri, questi possono essere classificati come monomeri ciclici, come la prolina, l'ossido di etilene; lineare o alifatico, come l'amminoacido valina, glicole etilenico e molti altri.

Esempi

Oltre a quelli già menzionati, sono disponibili i seguenti ulteriori esempi di monomeri:

I formaldeide

-Furfural

-Cardanol

galattosio

-styrene

-Col alcool

isoprene

-Li acidi grassi

-epoxides

-E anche se non sono stati menzionati, ci sono monomeri le cui strutture non sono gassate, ma solforate, fosfatate o hanno atomi di silicio.

riferimenti

1. Carey F. (2006). Chimica organica (Sesto ed.). Messico: Mc Graw Hill.
2. The Editors of Encyclopedia Britannica. (29 aprile 2015). Monomer: Chemical Compound. Tratto da: britannica.com
3. Mathews, Holde e Ahern. (2002). Biochimica (3a ed.). Madrid: PEARSON
4. Polimeri e monomeri. Estratto da: materialsworldmodules.org
5. Wikipedia. (2018). Monomero. Tratto da: en.wikipedia.org