הקשר בין מונומרים לפולימרים דומה מאוד לחיבור בין חרוזים בודדים לשרשרת גמורה. מונומרים משמשים כאבני בניין בסיסיות - מולקולות קטנות וראקטיביות שניתן לחבר יחד - בעוד שפולימרים הם המבנים המאסיביים והמורכבים שנוצרים כאשר מאות או אפילו אלפי בלוקים אלה מתחברים בשרשרת חוזרת.
מולקולה אחת בעלת משקל מולקולרי נמוך שיכולה להיקשר כימית למולקולות אחרות.
מולקולה גדולה המורכבת מתת-יחידות חוזרות רבות המחוברות זו לזו באמצעות קשרים קוולנטיים.
| תכונה | מונומר | פּוֹלִימֵר |
|---|---|---|
| מִבְנֶה | יחידה פשוטה, יחידה אחת | יחידה מורכבת, ארוכת שרשרת |
| משקל מולקולרי | נָמוּך | גָבוֹהַ |
| מצב פיזי | לעתים קרובות גז או נוזל | בדרך כלל מוצק או חצי מוצק |
| פעילות כימית | תגובתי מאוד באתרי הקשירה | בדרך כלל יציב יותר ופחות ריאקטיבי |
| דוגמה נפוצה | חומצת אמינו | חֶלְבּוֹן |
| תהליך ההקמה | חומר המוצא | התוצר הסופי (באמצעות פולימריזציה) |
מונומר הוא מולקולה אחת עם סידור אטומים פשוט יחסית. כאשר יחידות אלו עוברות פילמור, הן לא רק מתערבבות; הן מתמזגות כימית למולקולה ענקית הנקראת מקרומולקולה. עלייה מסיבית זו בגודל הופכת את החומר ממשהו שלעתים קרובות בלתי נראה או נוזלי לחומר מבני שניתן לעצב אותו לכל דבר, החל מחלקי מכוניות ועד עדשות מגע.
הטבע הוא הכימאי הפולימרי האולטימטיבי. הוא משתמש במונומרים כמו נוקלאוטידים כדי לבנות את שרשראות הפולימר המורכבות של ה-DNA המחזיקות את הקוד הגנטי שלנו. בצד הסינתטי, כימאים לוקחים מונומרים שמקורם בנפט כמו אתילן וקושרים אותם יחד כדי ליצור פוליאתילן, הפלסטיק הנפוץ ביותר בעולם. בין אם ביולוגי או תעשייתי, העיקרון של בניית גדול מקטן נשאר זהה.
למונומרים בודדים יש לעתים קרובות תכונות שונות מאוד מאשר למקבילים הפולימריים שלהם. לדוגמה, סטירן הוא מונומר נוזלי שיכול להיות מסוכן לנשימה. עם זאת, כאשר הוא עובר פילמור לפוליסטירן, הוא הופך לפלסטיק קשה ויציב המשמש במיכלי מזון. שרשראות הפולימרים הארוכות יוצרות הסתבכות פנימית וכוחות בין-מולקולריים המספקים חוזק, עמידות בחום וגמישות שיחידות בודדות פשוט אינן יכולות להשיג.
כדי להפוך מונומרים לפולימר, חייבת להתרחש תגובה כימית. ב"פולימריזציה של חיבור", מונומרים עם קשרים כפולים פשוט נצמדים זה לזה כמו לבני לגו. ב"פולימריזציה של עיבוי", מונומרים מתחברים תוך כדי השלת תוצר לוואי קטן, בדרך כלל מים. כך גופנו בונה חלבונים מחומצות אמינו, ומשחרר מולקולות מים כאשר כל חוליה חדשה מתווספת לשרשרת הגדלה.
כל הפולימרים הם פלסטיק מעשה ידי אדם.
בעוד שלעתים קרובות אנו מקשרים פולימרים עם פלסטיק, רבים מהם טבעיים לחלוטין. השיער שלך (קרטין), השרירים שלך (אקטין/מיוזין), ואפילו העמילן בתפוח אדמה הם כולם פולימרים ביולוגיים העשויים ממונומרים טבעיים.
פולימר הוא בסך הכל תערובת פיזיקלית של מונומרים.
פולימר הוא מולקולה אחת ומסיבית המוחזקת יחד על ידי קשרים קוולנטיים חזקים. זה לא רק חבורה של מונומרים היושבים זה ליד זה; הם מולחמים כימית למבנה חדש ויחיד.
פולימרים ניתנים לפירוק חוזר למונומרים בקלות.
חלק מהפולימרים ניתנים לפריצה חזרה למונומרים, אך רבים מהם דורשים חום עז, אנזימים ספציפיים או כימיקלים קשים כדי לשבור את הקשרים הקוולנטיים הללו. זו הסיבה שפסולת פלסטיק מהווה אתגר סביבתי כה משמעותי.
שם הפולימר תמיד תואם את שם המונומר.
בדרך כלל, אנחנו פשוט מוסיפים 'poly-' לשם המונומר (כמו שאתילן הופך לפוליאתילן), אבל עבור פולימרים טבעיים, השמות לרוב שונים. לדוגמה, הפולימר של גלוקוז נקרא תאית או עמילן, ולא 'פולי-גלוקוז'.
חשבו על מונומרים כחומרי גלם ועל פולימרים כעל המוצר המוגמר. אם אתם מדברים על נקודת ההתחלה המיקרוסקופית או על יחידה מטבולית בודדת, אתם מדברים על מונומר; אם אתם מדברים על החומר, הסיב או הרקמה המבנית שנוצרו, אתם מדברים על פולימר.
השוואה זו מפרטת את הקשר בין מולקולות לאיזומרים, ומבהירה כיצד חומרים שונים יכולים לחלוק נוסחאות כימיות זהות תוך כדי שהם בעלי מבנים ותכונות ייחודיים. היא מכסה הגדרות, שינויים מבניים וההשלכות המעשיות של ישויות כימיות אלו בתחומים כמו כימיה אורגנית ופרמקולוגיה.
ההשוואה הזו מסבירה את ההבדלים בין אלקאנים לאלקנים בכימיה אורגנית, תוך התייחסות למבנה שלהם, לנוסחאות, לתגובתיות, לתגובות האופייניות, לתכונות הפיזיקליות ולשימושים הנפוצים, כדי להראות כיצד נוכחות או היעדרות של קשר כפול פחמן-פחמן משפיעה על התנהגותם הכימית.
בעוד ששני החומרים מאפשרים לזרום חשמל דרך תמיסה, ההבדל העיקרי טמון באופן שבו הם מתפרקים לחלוטין ליונים. אלקטרוליטים חזקים מתמוססים כמעט לחלוטין לחלקיקים טעונים, ויוצרים נוזלים מוליכים מאוד, בעוד שאלקטרוליטים חלשים מייננים רק באופן חלקי, וכתוצאה מכך קיבולת נמוכה בהרבה לשאת זרם חשמלי.
השוואה מפורטת זו בוחנת את ההבדלים הבסיסיים בין אלקטרוליטים ללא-אלקטרוליטים, תוך התמקדות ביכולתם להוליך חשמל בתמיסות מימיות. אנו חוקרים כיצד דיסוציאציה יונית ויציבות מולקולרית משפיעות על התנהגות כימית, תפקודים פיזיולוגיים ויישומים תעשייתיים של שני סוגי חומרים שונים אלה.
הגנה על מתכת מפני צעדת הקורוזיה הבלתי פוסקת דורשת מחסום פיזי, המסופק בדרך כלל על ידי ציפוי אלקטרוליטי או גלוון. בעוד שציפוי אלקטרוליטי משתמש בזרמים חשמליים כדי להניח שכבה דקה ומדויקת של מתכת אחת על גבי מתכת אחרת, גלוון מסתמך על אמבט אבץ מותך כדי ליצור מגן סגסוגת עמיד במיוחד עבור פלדה וברזל.
