Monomères caractéristiques, types et exemples

Le monomères ce sont des molécules petites ou simples qui constituent l'unité structurale de base ou essentielle de molécules plus grandes ou plus complexes appelées polymères. Le monomère est un mot d'origine grecque qui signifie singe, un et simple, partie

Lorsqu'un monomère se joint à un autre, un dimère est formé. Lorsque celle-ci se confond avec un autre monomère, elle forme un trimère, et ainsi de suite jusqu'à former de courtes chaînes appelées oligomères, ou des chaînes plus longues, appelées polymères.

Les monomères sont liés ou polymérisés par la formation de liaisons chimiques en partageant des paires d'électrons; c'est-à-dire qu'ils sont reliés par des liaisons covalentes.

Dans l'image ci-dessus, les cubes représentent les monomères, qui sont reliés par deux faces (deux liens) pour donner naissance à une tour penchée.

Cette liaison des monomères est connue sous le nom de polymérisation. Des monomères de types identiques ou différents peuvent être combinés, et le nombre de liaisons covalentes pouvant être établies avec une autre molécule déterminera la structure du polymère qu'elles forment (chaînes linéaires, inclinées ou structures tridimensionnelles).

Il existe une grande variété de monomères, parmi lesquels ceux d'origine naturelle. Ceux-ci appartiennent et conçoivent les molécules organiques appelées biomolécules, présentes dans la structure des êtres vivants.

Par exemple, les acides aminés qui constituent les protéines; les unités monosaccharidiques des glucides; et les mononucléotides qui forment les acides nucléiques. Il existe également des monomères synthétiques, qui permettent d'élaborer une variété innombrable de produits polymères inertes, tels que les peintures et les plastiques.

On peut citer deux des milliers d'exemples pouvant être donnés, tels que le tétrafluoroéthylène, qui forme le polymère connu sous le nom de Téflon, ou les monomères phénol et formaldéhyde, qui forment le polymère appelé Bakélite.

Index

• 1 Caractéristiques des monomères
  • 1.1 Les monomères sont liés par des liaisons covalentes
  • 1.2 Fonctionnalité des monomères et structure du polymère
  • 1.3 Bifonctionnalité: polymère linéaire
  • 1.4 Monomères polyfonctionnels - Polymères tridimensionnels
• 2 Squelette ou structure centrale
  • 2.1 Avec une double liaison entre carbone et carbone
  • 2.2 Deux groupes fonctionnels dans la structure
• 3 groupes fonctionnels
• 4 Union de type identique ou différent
  • 4.1 Union de monomères égaux
  • 4.2 Union de différents monomères
• 5 types de monomères
  • 5.1 Monomères naturels
  • 5.2 Monomères synthétiques
  • 5.3 monomères polaires et polaires
  • 5.4 Monomères cycliques ou linéaires
• 6 exemples
• 7 références

Caractéristiques des monomères

Les monomères sont liés par des liaisons covalentes

Les atomes qui participent à la formation d'un monomère sont liés par des liaisons fortes et stables en tant que liaison covalente. En outre, les monomères polymérisent ou se lient avec d'autres molécules monomères par le biais de ces liaisons, conférant une résistance et une stabilité aux polymères.

Ces liaisons covalentes entre les monomères peuvent être formées par des réactions chimiques qui dépendent des atomes qui composent le monomère, de la présence de doubles liaisons et d'autres caractéristiques ayant la structure du monomère.

Le procédé de polymérisation peut se faire par l'une des trois réactions suivantes: par condensation, addition ou par radicaux libres. Chacun d'entre eux porte ses propres mécanismes et modes de croissance.

Fonctionnalité des monomères et structure du polymère

Un monomère peut être attaché à au moins deux autres molécules monomères. Cette propriété ou caractéristique est ce que l'on appelle la fonctionnalité des monomères et est ce qui leur permet d'être les unités structurelles des macromolécules.

Les monomères peuvent être bifonctionnels ou polyfonctionnels, en fonction des sites actifs ou réactifs du monomère; c'est-à-dire les atomes de la molécule qui peuvent participer à la formation de liaisons covalentes avec les atomes d'autres molécules ou monomères.

Cette caractéristique est également importante, car elle est étroitement liée à la structure des polymères composant, comme détaillé ci-dessous.

Bifonctionnalité: polymère linéaire

Les monomères sont bifonctionnels lorsqu'ils ne comportent que deux sites de liaison avec d'autres monomères; c'est-à-dire que le monomère ne peut former que deux liaisons covalentes avec d'autres monomères et ne forme que des polymères linéaires.

Parmi les polymères linéaires, l'éthylène glycol et les acides aminés peuvent être mentionnés à titre d'exemple.

Monomères polyfonctionnels - Polymères tridimensionnels

Il existe des monomères qui peuvent être liés à plus de deux monomères et sont les unités structurelles de plus grande fonctionnalité.

Ils sont appelés polyfonctionnels et sont ceux qui produisent des macromolécules polymères ramifiées, en réseau ou en trois dimensions; comme le polyéthylène, par exemple.

Squelette ou structure centrale

Avec une double liaison entre carbone et carbone

Il existe des monomères qui présentent dans leur structure un squelette central formé d'au moins deux atomes de carbone reliés par une double liaison (C = C).

À son tour, cette chaîne ou structure centrale possède des atomes attachés latéralement qui peuvent changer pour former un monomère différent. (R₂C = CR₂).

Si l'une quelconque des chaînes R est modifiée ou remplacée, un monomère différent est obtenu. De même, lorsque ces nouveaux monomères sont joints, ils formeront un polymère différent.

On peut citer le propylène comme exemple de ce groupe de monomères (H₂C = CH₃H), tétrafluoroéthylène (F₂C = CF₂) et de chlorure de vinyle (H₂C = CClH).

Deux groupes fonctionnels dans la structure

Bien qu'il existe des monomères qui ont un seul groupe fonctionnel, il existe un grand groupe de monomères qui ont deux groupes fonctionnels dans leur structure.

Les acides aminés en sont un bon exemple. Ils ont une fonction amino (-NH₂) et le groupe fonctionnel de l'acide carboxylique (-COOH) attaché à un atome de carbone central.

Cette caractéristique d'être un monomère bifonctionnel lui confère également la capacité de former de longues chaînes de polymères telles que la présence de doubles liaisons.

Groupes fonctionnels

En général, les propriétés des polymères sont données par les atomes qui forment les chaînes latérales des monomères. Ces chaînes constituent les groupes fonctionnels des composés organiques.

Il existe des familles de composés organiques dont les caractéristiques sont données par les groupes fonctionnels ou les chaînes latérales. Un exemple est la fonction acide carboxylique R-COOH, le groupe amino R-NH.₂, l'alcool R-OH, parmi beaucoup d'autres impliqués dans les réactions de polymérisation.

Union de monomères identiques ou différents

Union de monomères égaux

Les monomères peuvent former différents types de polymères. Des monomères du même type ou du même type peuvent être combinés et les soi-disant homopolymères peuvent être générés.

A titre d'exemple, on peut citer le styrène, le monomère formant le polystyrène. L'amidon et la cellulose sont également des exemples d'homopolymères formés par de longues chaînes ramifiées du monomère de glucose.

Union de différents monomères

L'union de différents monomères forme les copolymères. Les unités sont répétées en différents nombres, ordres ou séquences le long de la structure des chaînes polymères (A-B-B-B-A-A-B-A-A ...).

A titre d'exemple de copolymères, on peut citer le nylon, un polymère formé par des motifs répétitifs de deux monomères différents. Ce sont l'acide dicarboxylique et une molécule de diamine, qui sont liés par condensation dans des proportions équimolaires (égales).

Différents monomères peuvent également être liés dans des proportions inégales, comme dans le cas de la formation d'un polyéthylène spécialisé dont la structure de base est le monomère de 1-octène plus le monomère d'éthylène.

Types de monomères

De nombreuses caractéristiques permettent d'établir plusieurs types de monomères, parmi lesquels se distinguent leur origine, leur fonctionnalité, leur structure, le type de polymère qu'ils forment, leur polymérisation et leurs liaisons covalentes.

Monomères naturels

- Il existe des monomères d’origine naturelle tels que l’isoprène, obtenu à partir de la sève ou du latex de le plantes, et c'est aussi la structure monomère du caoutchouc naturel.

- Certains acides aminés produits par les insectes forment la fibroïne ou la protéine de soie. En outre, il existe des acides aminés qui forment le polymère kératine, qui est la protéine de la laine produite par des animaux tels que les moutons.

Parmi les monomères naturels, on trouve également les unités structurelles de base des biomolécules. Le glucose monosaccharide, par exemple, se lie à d'autres molécules de glucose pour former différents types de glucides tels que l'amidon, le glycogène, la cellulose, entre autres.

Les acides aminés, d'autre part, peuvent former une large gamme de polymères appelés protéines. En effet, il existe vingt types d’acides aminés, qui peuvent être liés dans un ordre quelconque; et par conséquent, finissent par former l'une ou l'autre protéine avec ses propres caractéristiques structurelles.

Les mononucléotides, qui forment respectivement les macromolécules appelées acides nucléiques ADN et ARN, sont également des monomères très importants dans cette catégorie.

Monomères synthétiques

- Parmi les monomères artificiels ou synthétiques (nombreux), on peut en citer quelques-uns avec lesquels sont fabriquées différentes variétés de plastiques; comme le chlorure de vinyle, qui forme du chlorure de polyvinyle ou du PVC; et le gaz d'éthylène (H₂C = CH₂), et son polymère de polyéthylène.

Il est bien connu qu'avec ces matériaux, vous pouvez construire une grande variété de contenants, de bouteilles, d'articles ménagers, de jouets, de matériaux de construction, entre autres.

-Le monomère tétrafluoroéthylène (F₂C = CF₂) forme le polymère connu et connu dans le commerce sous le nom de Téflon.

-La molécule de caprolactame dérivée du toluène est essentielle à la synthèse du nylon, entre autres.

- Il existe plusieurs groupes de monomères acryliques classés en fonction de la composition et de la fonction.Parmi ceux-ci, on peut citer l'acrylamide et le méthacrylamide, l'acrylate, les acryliques avec le fluorure.

Monomères polaires et polaires

Cette classification est faite en fonction de la différence d'électronégativité des atomes qui composent le monomère. Lorsqu'il existe une différence notable, des monomères polaires sont formés; par exemple, les acides aminés polaires tels que la thréonine et l'asparagine.

Lorsque la différence d'électronégativité est nulle, les monomères sont apolaires. Il existe des acides aminés non polaires tels que le tryptophane, l'alanine, la valine, entre autres; et également des monomères apolaires tels que l'acétate de vinyle.

Monomères cycliques ou linéaires

Selon la forme ou l'organisation des atomes dans la structure des monomères, ceux-ci peuvent être classés en tant que monomères cycliques, tels que la proline, l'oxyde d'éthylène; linéaires ou aliphatiques, tels que l'acide aminé valine, l'éthylène glycol et bien d'autres.

Des exemples

Outre ceux déjà mentionnés, les exemples de monomères suivants sont disponibles:

-Formaldéhyde

-Furfural

-Cardanol

-Galactose

-Styrene

-Poly alcool

-Isoprène

-Les acides gras

-Exides

-Et bien qu'ils n'aient pas été mentionnés, il existe des monomères dont les structures ne sont pas carbonatées, mais sulfurés, phosphorés ou ont des atomes de silicium.

Références

1. Carey F. (2006). Chimie organique. (6ème éd.). Mexique: Mc Graw Hill.
2. Les éditeurs de l'encyclopédie Britannica. (29 avril 2015). Monomère: composé chimique. Tiré de: britannica.com
3. Mathews, Holde et Ahern. (2002). Biochimie (3ème éd.). Madrid: PEARSON
4. Polymères et Monomères. Extrait de: materialsworldmodules.org
5. Wikipedia. (2018). Monomère Tiré de: en.wikipedia.org