Monomeras yra pasikartojanti struktūra arba vienetas didelės molekulės, žinomos kaip polimeras, tipe. Žodis kilęs iš graikų mono, reiškiančio vieną, ir meros, reiškiančio dalį; tai viena iš daugelio panašių ilgos grandinės, sudarančios molekulę, dalių. Monomerai jungiasi, sudarydami polimerus cheminės reakcijos, vadinamos polimerizacija, metu, kai molekulės susijungia dalindamos elektronus vadinamuoju kovalentiniu ryšiu. Jie taip pat gali susieti vienas su kitu, kad sudarytų mažesnes struktūras: dimerį sudaro du monomerai, o trimeris, pavyzdžiui, trys. Polimerai gali būti sudaryti iš daugybės tūkstančių šių vienetų.
Polimero struktūrinės savybės priklauso nuo monomerų, iš kurių jis susideda, išsidėstymo. Tai gali turėti įtakos jo tirpumui vandenyje, lydymosi temperatūrai, cheminiam reaktyvumui arba ilgaamžiškumui. Dviejuose polimeruose gali būti tos pačios monomero molekulės, tačiau dėl savo išsidėstymo jie gali turėti skirtingas savybes.
Klijavimas
Pagrindinis monomero vieneto bruožas yra jo gebėjimas susieti mažiausiai su dviem kitomis molekulėmis. Molekulių, su kuriomis gali susijungti vienetas, skaičių lemia aktyvių vietų, kuriose gali susidaryti kovalentiniai ryšiai, skaičius. Jei jis gali susijungti tik su dviem kitomis molekulėmis, susidaro į grandinę panašios struktūros. Jei jis gali susieti su trimis ar daugiau kitų monomerų, galima sukurti pažangesnius, trimačius, kryžminius polimerus. Elementas anglis sudaro daugumos polimerų pagrindą, nes tai vienas iš nedaugelio elementų, galinčių jungtis keturiomis skirtingomis kryptimis su keturiais kitais atomais.
Sujungimo procesas nebūtinai apima dviejų monomerų vienetų tiesioginį sujungimą. Daugeliu atvejų kiekvienas vienetas praranda vieną ar du atomus, kurie sudaro kitą produktą. Pavyzdžiui, vienas vienetas gali atsisakyti vandenilio atomo, o kitas – hidroksilo arba vandenilio-deguonies grupės, kad susidarytų jungtis ir susidarytų vanduo (H2O) kaip šalutinis produktas. Šis polimerizacijos tipas žinomas kaip kondensacijos reakcija.
Polimerų rūšys
Polimeras, sudarytas tik iš vieno tipo monomero vieneto, vadinamas homopolimeru. Jei yra daugiau nei vieno tipo vienetai, tai vadinama kopolimeru. Jie gali būti suskirstyti į skirtingas kategorijas, atsižvelgiant į tai, kaip padaliniai yra išdėstyti:
Pakaitomis: du skirtingi vienetai pakaitomis vienas su kitu, pavyzdžiui, …ABABAB…
Periodinis: kartojama tam tikra vienetų seka, pavyzdžiui, …ABCABCABC…
Blokas: du ar daugiau skirtingų homopolimerų yra sujungti, pavyzdžiui, …AAAABBBB…
Statistinis: vienetų seka neturi fiksuoto modelio, tačiau tam tikri deriniai yra labiau tikėtini nei kiti
Atsitiktinis: seka neturi pastebimo modelio
Natūralūs monomerai
Vienas iš labiausiai paplitusių natūralių monomerų yra gliukozė, paprasti angliavandeniai. Jis gali įvairiais būdais jungtis su kitomis gliukozės molekulėmis, sudarydamas daugybę skirtingų polimerų. Celiuliozė, randama augalų ląstelių sienelėse, susideda iš iki 10,000 XNUMX ar daugiau vienetų ilgio gliukozės molekulių grandinių, suteikiančių jai pluoštinę struktūrą. Krakmole gliukozės vienetai sudaro šakotas grandines. Daugybė šakų galų sudaro taškus, kuriuose fermentai gali pradėti skaidyti molekulę, todėl ji lengviau virškinama nei celiuliozė.
Kiti pavyzdžiai yra aminorūgštys, kurios gali susijungti ir sudaryti baltymus, ir nukleotidai, kurie gali polimerizuotis kartu su tam tikrais angliavandenių junginiais, sudarydami DNR ir RNR – molekules, kuriomis grindžiama visa žinoma gyvybė. Izoprenas, angliavandenilių junginys, randamas daugelyje augalų, gali polimerizuotis į natūralų kaučiuką. Šios medžiagos elastingumą lemia tai, kad vienetai sudaro susuktas grandines, kurias galima ištempti ir kurios, paleidus, vėl susitrauks į suvyniotą būseną.
Dirbtiniai polimerai
Buvo pagaminta daug sintetinių polimerų, įskaitant kasdienes medžiagas, tokias kaip plastikas ir klijai. Dažnai monomerai, iš kurių jie gaminami, yra natūraliai susidarę junginiai, nors dažnai jie gali būti gaminami sintetiniu būdu. Daugeliu atvejų šie junginiai yra angliavandeniliai – molekulės, kuriose yra tik anglis ir vandenilis.
Vienas iš pavyzdžių yra etilenas (C2H4, paprastas angliavandenilis, kurį gamina augalai, bet kuris dideliu mastu gaminamas iš naftos. Jis gali būti polimerizuotas, kad susidarytų polietilenas – kartais vadinamas polietilenu – dažniausiai naudojamas plastikas. Iš esmės tai yra Pagaminta paverčiant dvigubą ryšį tarp dviejų etileno anglies atomų į vieną jungtį, paliekant kiekvieną galimybę sudaryti kitą viengubą jungtį su gretimu anglies atomu, ir leidžiant susidaryti ilgoms grandinėms. Kiti pavyzdžiai yra propilenas ir stirenas, kurie naudojami gaminti atitinkamai polipropileną ir polistireną.