La relazione tra monomeri e polimeri è molto simile a quella tra singole perle e una collana finita. I monomeri fungono da elementi costitutivi di base – piccole molecole reattive che possono essere unite tra loro – mentre i polimeri sono le strutture massicce e complesse che si formano quando centinaia o addirittura migliaia di questi elementi si uniscono in una catena ripetuta.
Una singola molecola a basso peso molecolare che può legarsi chimicamente ad altre molecole.
Una grande molecola costituita da numerose subunità ripetute, legate da legami covalenti.
| Funzionalità | Monomero | Polimero |
|---|---|---|
| Struttura | Unità semplice e singola | Unità complessa a catena lunga |
| Peso molecolare | Basso | Alto |
| Stato fisico | Spesso gas o liquido | Di solito solido o semisolido |
| Attività chimica | Altamente reattivo nei siti di legame | Generalmente più stabile e meno reattivo |
| Esempio comune | Aminoacido | Proteina |
| Processo di formazione | Il materiale di partenza | Il prodotto finale (tramite polimerizzazione) |
Un monomero è una singola molecola con una disposizione di atomi relativamente semplice. Quando queste unità subiscono la polimerizzazione, non si limitano a mescolarsi, ma si fondono chimicamente in una molecola gigante chiamata macromolecola. Questo enorme aumento di dimensioni trasforma la sostanza da qualcosa di spesso invisibile o fluido in un materiale strutturale che può essere modellato in qualsiasi cosa, dai componenti delle automobili alle lenti a contatto.
La natura è la chimica dei polimeri per eccellenza. Utilizza monomeri come i nucleotidi per costruire le complesse catene polimeriche del DNA che contengono il nostro codice genetico. Sul fronte sintetico, i chimici prendono monomeri derivati dal petrolio come l'etilene e li concatenano per creare il polietilene, la plastica più comune al mondo. Che si tratti di materiali biologici o industriali, il principio di costruire grandi partendo da piccoli rimane identico.
singoli monomeri hanno spesso proprietà molto diverse rispetto alle loro controparti polimeriche. Ad esempio, lo stirene è un monomero liquido che può essere pericoloso se respirato. Tuttavia, quando viene polimerizzato in polistirene, diventa una plastica dura e stabile utilizzata nei contenitori per alimenti. Le lunghe catene di polimeri creano aggrovigliamenti interni e forze intermolecolari che forniscono resistenza, resistenza al calore e flessibilità che le singole unità semplicemente non possono raggiungere.
Per trasformare i monomeri in un polimero, deve avvenire una reazione chimica. Nella "polimerizzazione per addizione", i monomeri con doppi legami si uniscono semplicemente come mattoncini LEGO. Nella "polimerizzazione per condensazione", i monomeri si legano rilasciando un piccolo sottoprodotto, solitamente acqua. È così che il nostro corpo costruisce le proteine a partire dagli amminoacidi, rilasciando molecole d'acqua man mano che ogni nuovo legame si aggiunge alla catena in crescita.
Tutti i polimeri sono plastiche artificiali.
Sebbene spesso associamo i polimeri alla plastica, molti sono completamente naturali. I capelli (cheratina), i muscoli (actina/miosina) e persino l'amido di una patata sono tutti polimeri biologici ottenuti da monomeri naturali.
Un polimero è semplicemente una miscela fisica di monomeri.
Un polimero è una singola molecola massiva tenuta insieme da forti legami covalenti. Non è solo un insieme di monomeri disposti uno accanto all'altro; sono stati saldati chimicamente in una nuova struttura singolare.
I polimeri possono essere facilmente scomposti in monomeri.
Alcuni polimeri possono essere "decompressi" e riconvertiti in monomeri, ma molti richiedono calore intenso, enzimi specifici o sostanze chimiche aggressive per rompere i legami covalenti. Ecco perché i rifiuti di plastica rappresentano una sfida ambientale così significativa.
Il nome del polimero corrisponde sempre al monomero.
Di solito, aggiungiamo semplicemente "poli-" al nome del monomero (come l'etilene che diventa polietilene), ma per i polimeri naturali i nomi sono spesso diversi. Ad esempio, il polimero del glucosio si chiama cellulosa o amido, non "poliglucosio".
Pensate ai monomeri come alle materie prime e ai polimeri come al prodotto finito. Se state parlando del punto di partenza microscopico o di una singola unità metabolica, state parlando di un monomero; se state parlando del materiale risultante, della fibra o del tessuto strutturale, state parlando di un polimero.
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