Che cos'è un monomero?

Un monomero è una struttura ripetitiva, o unità, all'interno di un tipo di grande molecola nota come polimero. La parola deriva dal greco mono che significa uno e meros che significa parte; è una delle tante parti simili di una lunga catena che costituisce la molecola. I monomeri si legano insieme per formare polimeri durante una reazione chimica chiamata polimerizzazione, in cui le molecole si collegano condividendo elettroni in quello che viene chiamato un legame covalente. Possono anche collegarsi tra loro per formare strutture più piccole: un dimero è costituito da due monomeri e un trimero, tre, ad esempio. I polimeri possono essere costituiti da molte migliaia di queste unità.

Le proprietà strutturali di un polimero dipendono dalla disposizione dei monomeri di cui è composto. Ciò può influire sulla sua solubilità in acqua, sul suo punto di fusione, sulla sua reattività chimica o sulla sua durata. Due polimeri possono contenere le stesse molecole monomeriche, ma a causa delle loro disposizioni, possono avere proprietà diverse.

bonding

Una caratteristica chiave di un'unità monomerica è la sua capacità di collegarsi ad almeno altre due molecole. Il numero di molecole con cui un'unità è in grado di collegarsi è determinato dal numero di siti attivi in ​​cui possono formarsi i legami covalenti. Se può unirsi solo con altre due molecole, si formano strutture a catena. Se può collegarsi con tre o più altri monomeri, è possibile costruire polimeri più avanzati, tridimensionali e reticolati. L'elemento carbonio costituisce la base della maggior parte dei polimeri, in quanto è uno dei pochi elementi in grado di legarsi in quattro direzioni diverse con altri quattro atomi.

Il processo di legame non implica necessariamente che due unità monomeriche si uniscano semplicemente. In molti casi, ogni unità perde uno o due atomi, che formano un altro prodotto. Ad esempio, un'unità può rinunciare a un atomo di idrogeno e l'altra a un gruppo ossidrile o idrogeno-ossigeno per formare un legame, producendo acqua (H ₂ O) come sottoprodotto. Questo tipo di polimerizzazione è nota come reazione di condensazione.

Tipi di polimeri

Un polimero costituito interamente da un tipo di unità monomerica è chiamato omopolimero. Se esiste più di un tipo di unità, questo è noto come copolimero. Questi possono essere raggruppati in diverse categorie, a seconda di come sono disposte le unità:

• Alternando: due diverse unità si alternano tra loro, ad esempio, ... ABABAB ...
• Periodico: viene ripetuta una determinata sequenza di unità, ad esempio ... ABCABCABC ...
• Blocco: due o più omopolimeri diversi sono legati insieme, ad esempio, ... AAAABBBB ...
• Statistiche: la sequenza di unità non ha uno schema fisso, ma alcune combinazioni sono più probabili di altre
• Casuale: la sequenza non ha alcun modello riconoscibile

Monomeri naturali

Uno dei monomeri naturali più comuni è il glucosio, un carboidrato semplice. Può unirsi ad altre molecole di glucosio in vari modi per formare un numero di polimeri diversi. La cellulosa, presente nelle pareti cellulari delle piante, è costituita da catene di molecole di glucosio lunghe fino a 10.000 o più unità, dandole una struttura fibrosa. Nell'amido, le unità di glucosio formano catene ramificate. Le numerose estremità del ramo formano punti in cui gli enzimi possono iniziare a scomporre la molecola, rendendola più facilmente digeribile della cellulosa.

Altri esempi sono gli aminoacidi, che possono unirsi per formare proteine, e i nucleotidi, che possono polimerizzare insieme a determinati composti di carboidrati per formare il DNA e l'RNA, le molecole su cui si basa tutta la vita conosciuta. L'isoprene, un composto di idrocarburi presente in molte piante, può polimerizzare in gomma naturale. L'elasticità di questa sostanza è dovuta al fatto che le unità formano catene a spirale che possono essere allungate e che si contrarranno in uno stato a spirale una volta rilasciate.

Polimeri artificiali

Sono stati prodotti molti polimeri sintetici che includono materiali di uso quotidiano come plastica e adesivi. Spesso, i monomeri da cui sono costruiti sono composti naturali, sebbene possano spesso essere prodotti sinteticamente. Nella maggior parte dei casi, questi composti sono idrocarburi, molecole contenenti solo carbonio e idrogeno.

Un esempio è l'etilene (C ₂ H ₄ , un semplice idrocarburo prodotto dalle piante, ma che viene prodotto su larga scala dal petrolio. Può essere polimerizzato per formare il polietilene - a volte chiamato politene - la plastica più comunemente usata. , è realizzato convertendo il doppio legame tra i due atomi di carbonio in un singolo legame, lasciando ciascuno in grado di formare un altro legame singolo con un atomo di carbonio vicino e consentendo la formazione di catene lunghe. Altri esempi sono propilene e stirene, che sono usati per fabbricare rispettivamente polipropilene e polistirolo.