Monomerų ir polimerų ryšys labai panašus į atskirų karoliukų ir gatavų vėrinių sujungimą. Monomerai yra pagrindiniai statybiniai blokai – mažos, reaktyvios molekulės, kurias galima sujungti, o polimerai yra masyvios, sudėtingos struktūros, susidarančios, kai šimtai ar net tūkstančiai tokių blokų susijungia į pasikartojančią grandinę.
Viena mažos molekulinės masės molekulė, kuri gali chemiškai jungtis su kitomis molekulėmis.
Didelė molekulė, sudaryta iš daugybės pasikartojančių subvienetų, sujungtų kovalentiniais ryšiais.
| Funkcija | Monomeras | Polimeras |
|---|---|---|
| Struktūra | Paprastas, vienas vienetas | Sudėtingas, ilgos grandinės vienetas |
| Molekulinė masė | Žemas | Aukštas |
| Fizinė būsena | Dažnai dujos arba skystis | Paprastai kieta arba pusiau kieta |
| Cheminis aktyvumas | Labai reaktyvus jungimosi vietose | Paprastai stabilesnis ir mažiau reaktyvus |
| Dažnas pavyzdys | Amino rūgštis | Baltymai |
| Formavimo procesas | Pradinė medžiaga | Galutinis produktas (polimerizacijos būdu) |
Monomeras yra viena molekulė su gana paprasta atomų išsidėstymu. Kai šie vienetai polimerizuojasi, jie ne tik susimaišo, bet ir chemiškai susilieja į milžinišką molekulę, vadinamą makromolekule. Šis didžiulis dydžio padidėjimas medžiagą iš dažnai nematomos ar skystos medžiagos paverčia struktūrine medžiaga, iš kurios galima gaminti bet ką – nuo automobilių dalių iki kontaktinių lęšių.
Gamta yra geriausia polimerų chemikė. Ji naudoja tokius monomerus kaip nukleotidai, kad sukurtų sudėtingas DNR polimerų grandines, kuriose saugomas mūsų genetinis kodas. Sintezės srityje chemikai paima iš naftos gautus monomerus, tokius kaip etilenas, ir sujungia juos grandinėmis, kad sukurtų polietileną – labiausiai paplitusį plastiką pasaulyje. Nesvarbu, ar tai biologinis, ar pramoninis procesas, didelio kūrimo iš mažo principas išlieka tas pats.
Atskiri monomerai dažnai pasižymi labai skirtingomis savybėmis nei jų polimeriniai atitikmenys. Pavyzdžiui, stirenas yra skystas monomeras, kurį gali būti pavojinga įkvėpti. Tačiau, polimerizuotas į polistireną, jis tampa kietu, stabiliu plastiku, naudojamu maisto pakuotėse. Ilgos polimerų grandinės sukuria vidinį susipynimą ir tarpmolekulines jėgas, kurios suteikia stiprumo, atsparumo karščiui ir lankstumo, kurio pavieniai vienetai tiesiog negali pasiekti.
Kad monomerai virstų polimeru, turi įvykti cheminė reakcija. „Adityvinės polimerizacijos“ metu monomerai su dvigubomis jungtimis tiesiog sujungiami kaip LEGO kaladėlės. „Kondensacinės polimerizacijos“ metu monomerai jungiasi, išskirdami nedidelį šalutinį produktą, dažniausiai vandenį. Taip mūsų kūnai iš aminorūgščių gamina baltymus, išskirdami vandens molekules, kai prie augančios grandinės pridedama kiekviena nauja grandis.
Visi polimerai yra dirbtiniai plastikai.
Nors polimerus dažnai siejame su plastiku, daugelis jų yra visiškai natūralūs. Jūsų plaukai (keratinas), raumenys (aktinas/miozinas) ir net bulvių krakmolas yra biologiniai polimerai, pagaminti iš natūralių monomerų.
Polimeras yra tik fizinis monomerų mišinys.
Polimeras yra viena masyvi molekulė, sujungta stipriais kovalentiniais ryšiais. Tai ne tik krūva monomerų, esančių vienas šalia kito; jie chemiškai suvirinti į naują, vientisą struktūrą.
Polimerus galima lengvai suskaidyti atgal į monomerus.
Kai kuriuos polimerus galima „išpakuoti“ atgal į monomerus, tačiau daugeliui jų reikia intensyvaus karščio, specialių fermentų arba stiprių cheminių medžiagų, kad būtų nutrauktos tos kovalentinės jungtys. Štai kodėl plastiko atliekos yra toks didelis aplinkosaugos iššūkis.
Polimero pavadinimas visada sutampa su monomero pavadinimu.
Paprastai prie monomero pavadinimo tiesiog pridedame „poli-“ (pvz., etilenas tampa polietilenu), tačiau natūralių polimerų pavadinimai dažnai skiriasi. Pavyzdžiui, gliukozės polimeras vadinamas celiulioze arba krakmolu, o ne „poligliukoze“.
Įsivaizduokite monomerus kaip žaliavas, o polimerus – kaip galutinį produktą. Jei kalbate apie mikroskopinį pradinį tašką arba vieną metabolinį vienetą, kalbate apie monomerą; jei kalbate apie gautą medžiagą, pluoštą ar struktūrinį audinį, susiduriate su polimeru.
Šiame išsamiame vadove nagrinėjami esminiai alifatinių ir aromatinių angliavandenilių, dviejų pagrindinių organinės chemijos šakų, skirtumai. Nagrinėjame jų struktūrinius pagrindus, cheminį reaktyvumą ir įvairų pramoninį pritaikymą, pateikdami aiškią sistemą, kaip identifikuoti ir naudoti šias skirtingas molekulines klases moksliniame ir komerciniame kontekste.
Ši palyginimas paaiškina skirtumus tarp alkanų ir alkenų organinėje chemijoje, apimdamas jų struktūrą, formules, reaktyvumą, būdingas reakcijas, fizikines savybes ir dažniausius panaudojimus, kad parodytų, kaip anglies-anglies dvigubojo ryšio buvimas ar nebuvimas veikia jų cheminį elgesį.
Nors aminorūgštys ir baltymai yra iš esmės susiję, jie atstovauja skirtingiems biologinės sandaros etapams. Aminorūgštys yra atskiri molekuliniai statybiniai blokai, o baltymai yra sudėtingos, funkcinės struktūros, susidarančios, kai šie vienetai jungiasi tam tikromis sekomis, kad įgalintų beveik kiekvieną gyvo organizmo procesą.
Angliavandeniai ir lipidai yra pagrindiniai biologinio gyvenimo kuro šaltiniai, tačiau jie labai skiriasi energijos tankiu ir kaupimo savybėmis. Nors angliavandeniai suteikia greitą energijos prieigą ir struktūrinę paramą, lipidai yra labai koncentruotas, ilgalaikis energijos rezervas ir sudaro esminius vandeniui atsparius ląstelių membranų barjerus.
Supratimas skirtumo tarp atominio skaičiaus ir masės skaičiaus yra pirmas žingsnis įvaldant periodinę elementų lentelę. Nors atominis skaičius veikia kaip unikalus pirštų atspaudas, apibrėžiantis elemento tapatybę, masės skaičius nurodo bendrą branduolio svorį, leidžiantį mums atskirti skirtingus to paties elemento izotopus.
