مقدمة في المونومرات والبوليمرات في الكيمياء

المونومر هو نوع من الجزيئات التي لديها القدرة على الارتباط الكيميائي مع الجزيئات الأخرى في سلسلة طويلة. البوليمر عبارة عن سلسلة من عدد غير محدد من المونومرات. أساسا ، مونومرات هي اللبنات الأساسية للبوليمرات ، والتي هي نوع أكثر تعقيدا من الجزيئات. ترتبط المونومرات - الوحدات الجزيئية المتكررة - بالبوليمرات عن طريق الروابط التساهمية.

كلمة مونومر تأتي من أحادي- (واحد و -مرح (جزء). المونيمرات صغيرة جزيئات والتي يمكن ربطها معًا بطريقة متكررة لتكوين جزيئات أكثر تعقيدًا تسمى البوليمرات. يقوم المونومرات بتكوين البوليمرات عن طريق تكوين روابط كيميائية أو ربط الجزيئات فوق الجزيئية من خلال عملية تسمى البلمرة.

في بعض الأحيان ، تصنع البوليمرات من مجموعات مقيدة من وحدات مونومر فرعية (حتى بضع عشرات من المونومرات) تسمى الأوليغومرات. للتأهل كأوليغومر ، تحتاج خصائص الجزيء إلى التغيير بشكل كبير إذا تمت إضافة أو إزالة وحدات فرعية قليلة. تتضمن أمثلة الأوليغومرات الكولاجين والبارافين السائل.

والمصطلح ذو الصلة هو "بروتين أحادي أمريكا" ، وهو بروتين يرتبط بعمل مركب متعدد البروتينات. المونومرات ليست مجرد كتل بناء من البوليمرات ، ولكنها جزيئات مهمة في حد ذاتها ، والتي لا تشكل بالضرورة بوليمرات إلا إذا كانت الظروف مناسبة.

تتضمن أمثلة المونومرات كلوريد الفينيل (الذي يبلمر في كلوريد البولي فينيل أو PVC) ، الجلوكوز (الذي يبلمر إلى النشا ، والسليلوز ، واللامينارين ، والغلوكان) ، والأحماض الأمينية (التي تتبلمر في الببتيدات ، وعديد الببتيدات ، و البروتينات). الجلوكوز هو أكثر المونومرات الطبيعية وفرة ، والذي يبلمر عن طريق تكوين روابط جليكوسيدية.

تأتي كلمة البوليمر من بولي (كثير) و -مرح (جزء). يمكن أن يكون البوليمر عبارة عن جزيء ضخم طبيعي أو اصطناعي يتكون من وحدات متكررة لجزيء أصغر (مونومرات). في حين أن الكثير من الناس يستخدمون مصطلح "البوليمر" و "البلاستيك" بالتبادل ، فإن البوليمرات هي فئة أكبر بكثير من الجزيئات التي تحتوي على البلاستيك ، بالإضافة إلى العديد من المواد الأخرى ، مثل السليلوز والعنبر والطبيعي ممحاة.

يمكن تمييز المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض بعدد الوحدات الفرعية الأحادية التي تحتوي عليها. تعكس المصطلحات dimer و trimer و tetramer و pentamer و hexamer و heptamer و octamer و nonamer و decamer و dodecamer و eicosamer الجزيئات التي تحتوي على 2 و 3 و 4 و 5 و 6 و 7 و 8 و 9 و 10 و 11 و 12 و 20 وحدات المونومر.

تتضمن أمثلة البوليمرات المواد البلاستيكية مثل البولي إيثيلين والسيليكون مثل المعجون السخيفة والبوليمرات الحيوية مثل السليلوز والحمض النووي والبوليمرات الطبيعية مثل المطاط واللك والعديد من المواد الهامة الأخرى الجزيئات الكبيرة.

فئات الجزيئات البيولوجية يمكن تجميعها في أنواع البوليمرات التي تشكلها والمونومرات التي تعمل كوحدات فرعية:

• الدهون - بوليمرات تسمى diglycerides ، الدهون الثلاثية ؛ مونومرات هي الجلسرين والأحماض الدهنية
• البروتينات - تعرف البوليمرات باسم polypeptides ؛ مونومرات هي أحماض أمينية
• احماض نووية - البوليمرات هي DNA و RNA ؛ مونومرات هي نيوكليوتيدات ، والتي تتكون بدورها من قاعدة نيتروجينية وسكر البنتوز ومجموعة الفوسفات
• الكربوهيدرات - البوليمرات هي السكريات والسكريات * ؛ المونومرات هي السكريات الأحادية (السكريات البسيطة)

* من الناحية الفنية ، فإن الجليسريدات والدهون الثلاثية ليست بوليمرات حقيقية لأنها تتكون عن طريق الجفاف توليف الجزيئات الأصغر ، وليس من الارتباط بين المونومرات من النهاية إلى النهاية الذي يميز الحقيقي البلمرة.

البلمرة هي عملية ربط مونومرات أصغر في البوليمر تساهميًا. أثناء البلمرة ، تُفقد المجموعات الكيميائية من المونومرات بحيث يمكنها الانضمام معًا. في حالة البوليمرات الحيوية للكربوهيدرات ، هذا هو تفاعل الجفاف حيث يتشكل الماء.

• كاوي ، جي إم جي. وفاليريا أرجي. "البوليمرات: كيمياء وفيزياء المواد الحديثة" ، الطبعة الثالثة. بوكا تاتون: CRC Press ، 2007.
• سبيرلينج ، ليزلي هـ. "مقدمة في علوم البوليمرات الفيزيائية" ، الطبعة الرابعة. Hoboken ، NJ: John Wiley & Sons ، 2006.
• يونغ ، روبرت ج. ، وبيتر أ. لوفيل. "مقدمة في البوليمرات" الطبعة الثالثة. بوكا راتون ، لوس أنجلوس: CRC Press ، Taylor & Francis Group ، 2011.