Qu'est-ce qu'un monomère?

Un monomère est une structure ou une unité récurrente dans un type de grosse molécule appelé polymère. Le mot vient du grec mono signifiant un et méros signifiant partie; c'est l'une des nombreuses parties similaires d'une longue chaîne qui constitue la molécule. Les monomères se lient pour former des polymères lors d'une réaction chimique appelée polymérisation, au cours de laquelle les molécules se lient en partageant des électrons au sein d'une liaison dite covalente. Ils peuvent également se lier les uns aux autres pour former des structures plus petites: un dimère est composé de deux monomères et d'un trimère, trois par exemple. Les polymères peuvent comprendre plusieurs milliers de ces unités.

Les propriétés structurelles d'un polymère dépendent de la disposition des monomères qui le composent. Cela peut affecter sa solubilité dans l'eau, son point de fusion, sa réactivité chimique ou sa durabilité. Deux polymères peuvent contenir les mêmes molécules de monomère, mais en raison de leurs arrangements, ils peuvent avoir des propriétés différentes.

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Une caractéristique clé d'une unité monomère est sa capacité à se lier à au moins deux autres molécules. Le nombre de molécules avec lesquelles une unité est capable de se lier est déterminé par le nombre de sites actifs où les liaisons covalentes peuvent être formées. S'il ne peut se joindre qu'à deux autres molécules, des structures en chaîne sont formées. S'il peut se lier à trois autres monomères ou plus, il est possible de construire des polymères réticulés tridimensionnels plus avancés. L'élément carbone constitue la base de la plupart des polymères, car c'est l'un des rares éléments pouvant se lier dans quatre directions différentes avec quatre autres atomes.

Le processus de liaison n'implique pas nécessairement la jonction de deux unités monomères. Dans de nombreux cas, chaque unité perd un ou deux atomes, qui forment un autre produit. Par exemple, une unité peut renoncer à un atome d'hydrogène et l'autre à un groupe hydroxyle ou hydrogène-oxygène afin de former une liaison, produisant de l'eau (H ₂ O) en tant que sous-produit. Ce type de polymérisation est appelé réaction de condensation.

Types de polymères

Un polymère qui consiste entièrement en un type d'unité monomère s'appelle un homopolymère. S'il existe plus d'un type d'unité, il s'agit d'un copolymère. Celles-ci peuvent être regroupées dans différentes catégories, selon l’organisation des unités:

• Alternance: deux unités différentes alternent l'une avec l'autre, par exemple,… ABABAB…
• Périodique: une séquence donnée d'unités est répétée, par exemple,… ABCABCABC…
• Bloc: deux homopolymères différents ou plus sont liés ensemble, par exemple,… AAAABBBB…
• Statistique: la séquence d'unités n'a pas de schéma fixe, mais certaines combinaisons sont plus probables que d'autres
• Aléatoire: la séquence n'a pas de motif discernable

Monomères Naturels

L'un des monomères naturels les plus courants est le glucose, un glucide simple. Il peut s'associer à d'autres molécules de glucose de différentes manières pour former un certain nombre de polymères différents. La cellulose, présente dans les parois cellulaires des plantes, est constituée de chaînes de molécules de glucose d’une longueur maximale de 10 000 unités, ce qui lui confère une structure fibreuse. Dans l'amidon, les unités de glucose forment des chaînes ramifiées. Les nombreuses extrémités des branches forment des points où les enzymes peuvent commencer à décomposer la molécule, la rendant plus digeste que la cellulose.

D'autres exemples sont les acides aminés, qui peuvent s'assembler pour former des protéines, et les nucléotides, qui peuvent polymériser avec certains composés glucidiques pour former de l'ADN et de l'ARN, les molécules sur lesquelles repose toute la vie connue. L'isoprène, un composé hydrocarboné présent dans de nombreuses plantes, peut polymériser en caoutchouc naturel. L’élasticité de cette substance est due au fait que les unités forment des chaînes enroulées qui peuvent être étirées et qui se contractent à nouveau lorsqu’elles sont libérées.

Polymères synthétiques

De nombreux polymères synthétiques ont été produits et incluent des matériaux courants tels que les plastiques et les adhésifs. Souvent, les monomères à partir desquels ils sont construits sont des composés naturels, bien qu'ils puissent souvent être produits par synthèse. Dans la plupart des cas, ces composés sont des hydrocarbures - des molécules ne contenant que du carbone et de l'hydrogène.

L’éthylène (C ₂ H ₄ , par exemple, est un simple hydrocarbure produit à partir de plantes, mais à grande échelle, à partir de pétrole). Il peut être polymérisé pour former du polyéthylène - parfois appelé polyéthylène - le plastique le plus couramment utilisé. Il est obtenu en convertissant la double liaison entre les deux atomes de carbone de l'éthylène en une simple liaison, chacun laissant la possibilité de former une autre simple liaison avec un atome de carbone voisin et en laissant se former de longues chaînes, comme par exemple le propylène et le styrène. sont utilisés pour fabriquer du polypropylène et du polystyrène, respectivement.