Monomēru un polimēru attiecības ir ļoti līdzīgas savienojumam starp atsevišķām pērlītēm un gatavu kaklarotu. Monomēri kalpo kā pamata celtniecības bloki — mazas, reaģējošas molekulas, kuras var savienot kopā —, savukārt polimēri ir masīvas, sarežģītas struktūras, kas veidojas, kad simtiem vai pat tūkstošiem šo bloku savienojas atkārtotā ķēdē.
Viena, maza molekulmasa molekula, kas var ķīmiski saistīties ar citām molekulām.
Liela molekula, kas sastāv no daudzām atkārtotām apakšvienībām, kas savienotas ar kovalentām saitēm.
| Funkcija | Monomērs | Polimērs |
|---|---|---|
| Struktūra | Vienkārša, viena vienība | Sarežģīta, garas ķēdes vienība |
| Molekulmasa | Zems | Augsts |
| Fizikālais stāvoklis | Bieži vien gāze vai šķidrums | Parasti cieta vai puscieta |
| Ķīmiskā aktivitāte | Ļoti reaģējoša saistīšanās vietās | Parasti stabilāks un mazāk reaģējošs |
| Bieži sastopams piemērs | Aminoskābe | Olbaltumvielas |
| Veidošanās process | Izejmateriāls | Galaprodukts (polimerizācijas ceļā) |
Monomērs ir viena molekula ar relatīvi vienkāršu atomu izkārtojumu. Kad šīs vienības polimerizējas, tās ne tikai sajaucas, bet gan ķīmiski saplūst milzu molekulā, ko sauc par makromolekulu. Šis ievērojamais izmēra palielinājums pārveido vielu no kaut kā bieži vien neredzama vai šķidra par strukturālu materiālu, ko var veidot jebkur, sākot no automašīnu detaļām līdz kontaktlēcām.
Daba ir izcila polimēru ķīmiķe. Tā izmanto monomērus, piemēram, nukleotīdus, lai veidotu sarežģītas DNS polimēru ķēdes, kas satur mūsu ģenētisko kodu. Sintētiskā pusē ķīmiķi ņem no naftas iegūtus monomērus, piemēram, etilēnu, un savieno tos kopā, lai izveidotu polietilēnu, visizplatītāko plastmasu pasaulē. Neatkarīgi no tā, vai tā ir bioloģiska vai rūpnieciska, princips par liela veidošanu no maza paliek nemainīgs.
Atsevišķiem monomēriem bieži vien ir ļoti atšķirīgas īpašības nekā to polimēru analogiem. Piemēram, stirols ir šķidrs monomērs, kas var būt bīstams ieelpošanai. Tomēr, kad tas tiek polimerizēts polistirolā, tas kļūst par cietu, stabilu plastmasu, ko izmanto pārtikas traukos. Polimēru garās ķēdes rada iekšēju sapīšanos un starpmolekulārus spēkus, kas nodrošina izturību, karstumizturību un elastību, ko atsevišķas vienības vienkārši nevar sasniegt.
Lai monomērus pārvērstu polimērā, jānotiek ķīmiskai reakcijai. "Adicijas polimerizācijā" monomēri ar dubultsaitēm vienkārši saslēdzas kopā kā LEGO klucīši. "Kondensācijas polimerizācijā" monomēri savienojas, vienlaikus atbrīvojoties no neliela blakusprodukta, parasti ūdens. Tādā veidā mūsu ķermeņi no aminoskābēm veido olbaltumvielas, atbrīvojot ūdens molekulas, kad augošajai ķēdei tiek pievienota katra jauna saite.
Visi polimēri ir mākslīgi radītas plastmasas.
Lai gan mēs bieži saistām polimērus ar plastmasu, daudzi no tiem ir pilnīgi dabiski. Jūsu mati (keratīns), jūsu muskuļi (aktīns/miozīns) un pat kartupeļu ciete ir bioloģiski polimēri, kas izgatavoti no dabīgiem monomēriem.
Polimērs ir tikai fizisks monomēru maisījums.
Polimērs ir viena, masīva molekula, ko kopā satur spēcīgas kovalentās saites. Tā nav tikai blakus esošu monomēru kopa; tie ir ķīmiski sametināti jaunā, vienskaitlī esošā struktūrā.
Polimērus var viegli sadalīt atpakaļ monomēros.
Dažus polimērus var "atsaistīt" atpakaļ monomēros, bet daudziem ir nepieciešams intensīvs karstums, specifiski enzīmi vai spēcīgas ķīmiskas vielas, lai pārrautu šīs kovalentās saites. Tāpēc plastmasas atkritumi ir tik ievērojama vides problēma.
Polimēra nosaukums vienmēr atbilst monomēra nosaukumam.
Parasti monomēra nosaukumam pievienojam tikai "poli-" (piemēram, etilēns kļūst par polietilēnu), bet dabisko polimēru nosaukumi bieži vien atšķiras. Piemēram, glikozes polimēru sauc par celulozi vai cieti, nevis par "poliglikozi".
Domājiet par monomēriem kā izejvielām un polimēriem kā par gatavo produktu. Ja jūs apspriežat mikroskopisko sākuma punktu vai atsevišķu vielmaiņas vienību, jūs runājat par monomēru; ja jūs apspriežat iegūto materiālu, šķiedru vai strukturālos audus, jums ir darīšana ar polimēru.
Šajā visaptverošajā ceļvedī ir pētītas fundamentālās atšķirības starp alifātiskajiem un aromātiskajiem ogļūdeņražiem, divām galvenajām organiskās ķīmijas nozarēm. Mēs aplūkojam to strukturālos pamatus, ķīmisko reaktivitāti un dažādos rūpnieciskos pielietojumus, sniedzot skaidru sistēmu šo atšķirīgo molekulāro klašu identificēšanai un izmantošanai zinātniskā un komerciālā kontekstā.
Šis salīdzinājums skaidro atšķirības starp alkāniem un alkēniem organiskajā ķīmijā, aplūkojot to struktūru, formulas, reaģētspēju, tipiskās reakcijas, fizikālās īpašības un biežākos pielietojumus, lai parādītu, kā oglekļa-oglekļa dubultsaite ietekmē to ķīmisko uzvedību.
Lai gan aminoskābes un olbaltumvielas ir principiāli saistītas, tās pārstāv dažādus bioloģiskās uzbūves posmus. Aminoskābes kalpo kā atsevišķi molekulārie pamatelementi, savukārt olbaltumvielas ir sarežģītas, funkcionālas struktūras, kas veidojas, kad šīs vienības savienojas noteiktās secībās, lai darbinātu gandrīz visus procesus dzīvā organismā.
Izpratne par atšķirību starp atomskaitli un masas skaitli ir pirmais solis periodiskās tabulas apgūšanā. Lai gan atomskaitlis darbojas kā unikāls pirkstu nospiedums, kas nosaka elementa identitāti, masas skaitlis atspoguļo kodola kopējo svaru, ļaujot atšķirt viena elementa dažādus izotopus.
Maisījumu atdalīšana ir ķīmiskās pārstrādes stūrakmens, taču izvēle starp destilāciju un filtrēšanu ir pilnībā atkarīga no tā, ko mēģināt izolēt. Lai gan filtrēšana fiziski bloķē cietvielu izkļūšanu cauri barjerai, destilācija izmanto siltuma un fāžu izmaiņu spēku, lai atdalītu šķidrumus, pamatojoties uz to unikālajām viršanas temperatūrām.
