Monomeer vs polümeer
Monomeeride ja polümeeride vaheline seos on sarnane üksikute helmeste ja valmis kaelakee vahelise ühendusega. Monomeerid on põhilised ehitusplokid – väikesed, reaktiivsed molekulid, mida saab omavahel ühendada –, samas kui polümeerid on massiivsed ja keerulised struktuurid, mis tekivad, kui sajad või isegi tuhanded sellised plokid korduvas ahelas ühinevad.
Esiletused
- Monomeerid on üksikud "lülid", mis moodustavad polümeeri "ahela".
- Keemiline identiteet muutub polümerisatsiooni ajal sidemete ümberpaigutamisel veidi.
- Polümeeridel on "makromolekulaarne" käitumine, mis annab neile tugevuse ja vastupidavuse.
- Ilma monomeerideta ei saaks elu, nagu me seda teame, eksisteerida, kuna DNA ja valgud on polümeerid.
Mis on Monomeer?
Üksik madala molekulmassiga molekul, mis suudab keemiliselt siduda teisi molekule.
- See termin pärineb kreekakeelsetest sõnadest „mono” (üks) ja „meros” (osa).
- Monomeeridel peavad olema omavahel ühendamiseks spetsiifilised funktsionaalrühmad või kaksiksidemed.
- Need on nii looduslike ainete nagu glükoos kui ka sünteetiliste ainete, näiteks vinüülkloriidi, põhiühikud.
- Monomeerid on oma väikese suuruse tõttu toatemperatuuril tavaliselt gaasid või õhukesed vedelikud.
- Üksikul monomeeril puudub tavaliselt tekkiva ahela tugevus või vastupidavus.
Mis on Polümeer?
Suur molekul, mis koosneb paljudest korduvatest subühikutest, mis on omavahel seotud kovalentsete sidemetega.
- Nimi on tuletatud sõnadest 'poly' (palju) ja 'meros' (osa).
- Polümeerid võivad koosneda tuhandetest või isegi miljonitest üksikutest monomeeridest.
- Neil on suur molekulmass ja ainulaadsed füüsikalised omadused, näiteks elastsus või sitkus.
- Polümeerid võivad olla looduslikult esinevad, näiteks DNA, või inimese loodud, näiteks plastik.
- Nende ahelate loomise protsessi nimetatakse polümerisatsiooniks.
Võrdlustabel
| Funktsioon | Monomeer | Polümeer |
|---|---|---|
| Struktuur | Lihtne, üksiküksus | Kompleksne, pika ahelaga üksus |
| Molekulaarmass | Madal | Kõrge |
| Füüsiline olek | Sageli gaasi või vedelikuna | Tavaliselt tahke või pooltahke |
| Keemiline aktiivsus | Liimimiskohtades väga reaktiivne | Üldiselt stabiilsem ja vähem reageeriv |
| Üldine näide | Aminohape | Valk |
| Moodustamisprotsess | Lähtematerjal | Lõpptoode (polümerisatsiooni teel) |
Üksikasjalik võrdlus
Struktuuri skaala
Monomeer on üksik molekul, millel on suhteliselt lihtne aatomite paigutus. Kui need üksused polümeriseeruvad, siis nad mitte ainult ei segune, vaid sulanduvad keemiliselt hiiglaslikuks molekuliks, mida nimetatakse makromolekuliks. See tohutu suuruse suurenemine muudab aine sageli nähtamatust või vedelast olekust struktuurimaterjaliks, mida saab vormida kõigeks alates autoosadest kuni kontaktläätsedeni.
Looduslik vs. sünteetiline päritolu
Loodus on ülim polümeerkeemik. See kasutab monomeere, näiteks nukleotiide, et ehitada DNA keerulisi polümeerahelaid, mis sisaldavad meie geneetilist koodi. Sünteetilise poole pealt võtavad keemikud naftast saadud monomeere, näiteks etüleeni, ja aheldavad need kokku, et luua polüetüleeni, mis on maailma kõige levinum plastik. Olenemata sellest, kas tegemist on bioloogilise või tööstusliku materjaliga, jääb väikesest suure ehitamise põhimõte samaks.
Füüsikalised ja keemilised omadused
Üksikutel monomeeridel on sageli väga erinevad omadused kui nende polümeersetel analoogidel. Näiteks stüreen on vedel monomeer, mille sissehingamine võib olla ohtlik. Polüstüreeniks polümeriseerumisel muutub see aga kõvaks ja stabiilseks plastikuks, mida kasutatakse toidunõudes. Polümeeride pikad ahelad loovad sisemise takerdumise ja molekulidevahelised jõud, mis pakuvad tugevust, kuumakindlust ja paindlikkust, mida üksikud ühikud lihtsalt ei suuda saavutada.
Ühenduse mehhanism
Monomeeride polümeeriks muutmiseks peab toimuma keemiline reaktsioon. „Liitpolümerisatsiooni” korral klõpsavad kaksiksidemetega monomeerid lihtsalt kokku nagu LEGO klotsid. „Kondensatsioonipolümerisatsiooni” korral monomeerid ühinevad, eraldades samal ajal väikese kõrvalprodukti, tavaliselt vett. Nii ehitab meie keha aminohapetest valke, vabastades veemolekule iga uue lüli lisamisel kasvavale ahelale.
Plussid ja miinused
Monomeer
Eelised
- +Väga reaktiivne
- +Kergesti transporditav vedelikuna
- +Mitmekülgsed ehitusplokid
- +Täpne keemiline tõrje
Kinnitatud
- −Sageli mürgine või lenduv
- −Puudub konstruktsiooniline tugevus
- −Aja jooksul ebastabiilne
- −Võib olla keeruline säilitada
Polümeer
Eelised
- +Uskumatu vastupidavus
- +Lai kasutusala
- +Keemiline stabiilsus
- +Kerge tugevus
Kinnitatud
- −Raske taaskasutada
- −Võib keskkonnas püsida
- −Kompleksne tootmine
- −Lagunemisprobleemid
Tavalised eksiarvamused
Kõik polümeerid on tehisplastid.
Kuigi me seostame polümeere sageli plastikuga, on paljud neist täiesti looduslikud. Teie juuksed (keratiin), teie lihased (aktiin/müosiin) ja isegi kartulitärklis on kõik bioloogilised polümeerid, mis on valmistatud looduslikest monomeeridest.
Polümeer on lihtsalt monomeeride füüsikaline segu.
Polümeer on üksik massiivne molekul, mida hoiavad koos tugevad kovalentsed sidemed. See pole lihtsalt hunnik üksteise lähedal asuvaid monomeere; need on keemiliselt kokku keevitatud uueks ühtseks struktuuriks.
Polümeere saab kergesti monomeerideks tagasi lagundada.
Mõnda polümeeri saab tagasi monomeerideks „lahti pakkida“, kuid paljud vajavad kovalentsete sidemete purustamiseks intensiivset kuumust, spetsiifilisi ensüüme või karme kemikaale. Seetõttu on plastjäätmed nii märkimisväärne keskkonnaprobleem.
Polümeeri nimi vastab alati monomeeri nimele.
Tavaliselt lisame monomeeri nimele lihtsalt "polü-" (nagu etüleenist saab polüetüleen), aga looduslike polümeeride nimetused on sageli erinevad. Näiteks glükoosi polümeeri nimetatakse tselluloosiks või tärkliseks, mitte "polüglükoosiks".
Sageli küsitud küsimused
Mis on näide monomeerist ja polümeerist inimkehas?
Kas polümeeri saab valmistada erinevat tüüpi monomeeridest?
Mitu monomeeri on tüüpilises polümeeris?
Kas vesi on monomeer?
Miks on polümeerid monomeeridega võrreldes nii tugevad?
Mis juhtub polümerisatsiooni ajal?
Kas kõik polümeerid on tahked?
Mis vahe on looduslikul ja sünteetilisel polümeeril?
Kas glükoos on monomeer?
Kuidas monomeerid "teavad", kuidas ühenduda?
Otsus
Mõelge monomeeridest kui toorainest ja polümeeridest kui valmistootest. Kui arutlete mikroskoopilise lähtepunkti või üksiku ainevahetusüksuse üle, räägite monomeerist; kui arutlete saadud materjali, kiudaine või struktuurkoe üle, on tegemist polümeeriga.
Seotud võrdlused
Aatomnumber vs massinumber
Aatomnumbri ja massinumbri erinevuse mõistmine on perioodilisustabeli omandamise esimene samm. Kui aatomnumber toimib unikaalse sõrmejäljena, mis määrab elemendi identiteedi, siis massinumber kajastab tuuma kogukaalu, võimaldades meil eristada sama elemendi erinevaid isotoope.
Acid vs Base
See võrdlus käsitleb keemias happeid ja aluseid, selgitades nende määratlevad tunnused, käitumist lahustes, füüsikalisi ja keemilisi omadusi, tavalisi näiteid ning kuidas nad erinevad igapäevaelus ja laboritingimustes, et selgitada nende rolli keemilistes reaktsioonides, indikaatorites, pH-tasemetes ja neutralisatsioonis.
Alifaatsed vs aromaatsed ühendid
See põhjalik juhend uurib alifaatsete ja aromaatsete süsivesinike, orgaanilise keemia kahe peamise haru, põhilisi erinevusi. Uurime nende struktuurilisi aluseid, keemilist reaktsioonivõimet ja mitmekesiseid tööstuslikke rakendusi, pakkudes selget raamistikku nende erinevate molekulaarklasside tuvastamiseks ja kasutamiseks teaduslikus ja kaubanduslikus kontekstis.
Alkaan vs alkeen
See võrdlus selgitab alkaanide ja alkeenide erinevusi orgaanilises keemias, käsitledes nende struktuuri, valemeid, reaktsioonivõimet, tüüpilisi reaktsioone, füüsikalisi omadusi ning tavapäraseid kasutusalasid, et näidata, kuidas süsinik-süsinik kaksikside olemasolu või puudumine mõjutab nende keemilist käitumist.
Aminohape vs valk
Kuigi aminohapped ja valgud on omavahel põhimõtteliselt seotud, esindavad nad bioloogilise ehituse erinevaid etappe. Aminohapped toimivad üksikute molekulaarsete ehitusplokkidena, samas kui valgud on keerulised funktsionaalsed struktuurid, mis tekivad siis, kui need üksused ühenduvad kindlates järjestustes, et anda jõudu peaaegu kõigile elusorganismi protsessidele.