Monômeros

O monômero é uma molécula de massa molecular ligada a outros monômeros por links químicos

O que são monômeros?

O monômeros São moléculas pequenas ou simples que constituem a unidade estrutural básica ou essencial de moléculas maiores ou complexas chamadas polímeros. Monômero é uma palavra de origem grega que significa BUN, Um e Mero, papel.

Quando um monômero se junta a outro, um dímero é formado. Ao se juntar a isso, por sua vez, com outro monômero, ele forma um trimer, e assim por diante, para formar cadeias curtas chamadas oligômeros, ou cadeias mais longas, que são os polímeros tão chamados.

Os monômeros se ligam ou polimerizam formando ligações químicas compartilhando pares de elétrons; isto é, eles se juntam por links covalentes.

Esta união de monômeros é conhecida como polimerização. Os monômeros do mesmo tipo ou diferente podem ser unidos, e o número de ligações covalentes que eles podem estabelecer com outra molécula determinará a estrutura do polímero que se formam (cadeias lineares, inclinadas ou estruturas tridimensionais).

Há uma grande variedade de monômeros, entre os quais são de origem natural. Estes pertencem e projetam as moléculas orgânicas chamadas biomoléculas, presentes na estrutura dos seres vivos.

Por exemplo, aminoácidos que formam proteínas; As unidades de monossacarídeos de carboidratos e mononucleotídeos que formam ácidos nucleicos. Também existem monômeros sintéticos, que permitem elaborar uma variedade inumerável de produtos poliméricos inertes, como pinturas ou plásticos.

Características de monômeros

Monômeros se ligam por ligações covalentes

Os átomos que participam da formação de um monômero permanecem unidos por links fortes e estáveis, como o link covalente. Da mesma forma, monômeros polimerizam ou se ligam com outras moléculas monoméricas através desses links, dando força e estabilidade aos polímeros.

Essas ligações covalentes entre os monômeros podem ser formadas por reações químicas que dependerão dos átomos que compõem o monômero, a presença de ligações duplas e outras características que apresentam a estrutura do monômero.

O processo de polimerização pode ser dado por uma das três reações a seguir: por condensação, adição ou radicais livres. Cada um deles implica seus próprios mecanismos e modo de crescimento.

Funcionalidade de monômero e estrutura de polímeros

Um monômero pode ser unido a pelo menos duas outras moléculas monoméricas. Esta propriedade ou característica é o que é conhecido como funcionalidade de monômeros, e é isso que lhes permite ser as unidades estruturais de macromoléculas.

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Os monômeros podem ser bifuncionais ou poliifuncionais, dependendo dos locais ativos ou reagentes do monômero; isto é, dos átomos da molécula que podem participar da formação de ligações covalentes com os átomos de outras moléculas ou monômeros.

Essa característica também é importante, pois está intimamente ligada à estrutura dos polímeros que estão em conformidade, conforme detalhado abaixo.

Bifuncionalidade: polímero linear

Os monômeros são bifuncionais quando têm apenas dois locais da União com outros monômeros; Ou seja, o monômero só pode formar duas ligações covalentes com outros monômeros e formar apenas polímeros lineares.

Entre os polímeros lineares, etillen glicol e aminoácidos podem ser mencionados como um exemplo.

Monômeros poliifuncionais - polímeros tridimensionais

Existem monômeros que podem ser unidos a mais de dois monômeros e constituem as unidades estruturais de maior funcionalidade.

Eles são chamados poliifuncionais e são aqueles produzidos por macromoléculas poliméricas de rede ramificadas ou tridimensionais; Como o polietileno, por exemplo.

Esqueleto ou estrutura central

Com ligação dupla entre carbono e carbono

Existem monômeros que apresentam em sua estrutura um esqueleto central formado por pelo menos dois átomos de carbono unidos por uma ligação dupla (c = c). 

Por sua vez, esta cadeia ou estrutura central apresenta átomos unidos lateralmente que podem mudar formando um monômero diferente (r₂C = cr₂).

Se alguma das cadeias R for modificada ou substituída, um monômero diferente será obtido. Além disso, quando esses novos monômeros se juntarão a um polímero diferente.

Pode ser mencionado como um exemplo deste grupo de monômeros o propileno (h₂C = ch₃H), tetrafluoroetileno (f₂C = cf₂) e cloreto de vinil (H₂C = cclh).

Dois grupos funcionais na estrutura

Embora existam monômeros que tenham um único grupo funcional, há um amplo grupo de monômeros que têm dois grupos funcionais em sua estrutura.

Aminoácidos são um bom exemplo disso. Eles têm um grupo funcional amino (-nh₂) e o grupo funcional de ácido carboxílico (-COOH) se uniu a um átomo de carbono central.

Essa característica de ser um monômero diferente também oferece a capacidade de formar cadeias de polímeros longos, como a presença de links duplos.

Grupos funcionais

Em geral, as propriedades apresentadas pelos polímeros são dadas pelos átomos que formam as cadeias laterais dos monômeros. Essas cadeias compõem os grupos funcionais de compostos orgânicos.

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Existem famílias de compostos orgânicos cujas características são dadas por grupos funcionais ou cadeias laterais. Como exemplo, o grupo funcional do ácido carboxílico R-cooh, o grupo Amino R-NH₂, Álcool R-OH, entre muitos outros que participam de reações de polimerização.

União de monômeros iguais ou de diferentes tipos

União de monômeros iguais

Os monômeros podem formar diferentes classes de polímeros. Eles podem se juntar a monômeros iguais ou do mesmo tipo e gerar os homopolímeros de chamado tão chamados.

Como exemplo, você pode mencionar o trecho, um monômero que forma o poliestireno. Amido e celulose também são exemplos de homopolímeros formados por longas cadeias ramificadas do monômero de glicose.

União de diferentes monômeros

A união de diferentes monômeros forma os copolímeros. As unidades são repetidas em número, ordem ou sequência diferentes em toda a estrutura das cadeias poliméricas (A-B-B-B-A-A-A-B-A-A-A- ……).

Como exemplo de copolímeros, o nylon pode ser mencionado, um polímero formado por unidades repetitivas de dois monômeros diferentes. Estes são ácido dicarboxílico e uma molécula de diamina, que se ligam por condensação em proporções equimolares (iguais).

Diferentes monômeros também podem ser unidos em proporção desigual, como o caso de formação de um polietileno especializado que tem como estrutura básica o monômero de 1 octona mais o monômero de etileno.

Tipos de monômeros

Existem muitas características que permitem estabelecer vários tipos de monômeros, entre os quais sua origem, funcionalidade, estrutura, o tipo de polímero que eles formam, como polimerizam e suas ligações covalentes se destacam.

Monômeros naturais

• Existem monômeros de origem natural como o isopreno, que é obtido da seiva ou látex das plantas, e que também é a estrutura monomérica da borracha natural.
• Alguns aminoácidos produzidos por insetos formam fibroína, ou proteína de seda. Eles também são aminoácidos que formam o polímero de queratina, que é a proteína de lã produzida por animais como ovelhas.
• Entre os monômeros naturais estão as unidades estruturais básicas das biomoléculas. O monossacarídeo de glicose, por exemplo, se une a outras moléculas de glicose para formar diferentes tipos de carboidratos, como amido, glicogênio, celulose, entre outros.
• Os aminoácidos, por outro lado, podem formar uma ampla gama de polímeros conhecidos como proteínas. Isso ocorre porque existem vinte tipos de aminoácidos, que podem ser vinculados em qualquer ordem arbitrária; E, portanto, eles acabam formando uma ou outra proteína com suas próprias características estruturais.
• Os mononucleotídeos, que formam os macromoléculas chamados ácidos nucleicos ADN e RNA, respectivamente, também são monômeros muito importantes nessa categoria.

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Monômeros sintéticos

• Entre os monômeros artificiais ou sintéticos (que são numerosos), alguns podem ser mencionados com os quais diferentes variedades de plásticos são elaboradas, como o cloreto de vinil, que forma o cloreto ou o PVC Polyvinil; e gás de etileno (H₂C = ch₂), e seu polímero de polietileno. É sabido que, com esses materiais, você pode construir uma grande variedade de recipientes, garrafas, objetos domésticos, brinquedos, materiais de construção, entre outros.
• O monômero tetrafluoroetileno (F₂C = cf₂) está formando o polímero chamado e comercialmente conhecido como Teflon.
• A molécula de caprolactama derivada de tolueno é essencial para a síntese de nylon, entre muitos outros.
• Existem vários grupos de monômeros acrílicos que são classificados de acordo com a composição e a função. Entre eles estão acrilamida e metacrilamida, acrilato, acrílico com fluorina, entre outros.

Monômeros apolares e polares

Esta classificação é feita de acordo com a diferença de eletronegatividade dos átomos que formam o monômero. Quando há uma diferença notável, os monômeros polares são formados; Por exemplo, aminoácidos polares como treonina e asparagina.

Quando a diferença de eletronegatividade é zero, os monômeros são apolares. Existem aminoácidos não polares, como triptofano, alanina, valina, entre outros; e também monômeros apolares como acetato de vinil.

Monômeros cíclicos ou lineares

De acordo com a forma ou organização de átomos dentro da estrutura dos monômeros, eles podem ser classificados como monômeros cíclicos, como prolina ou óxido de etileno; e linear ou alifático, como valina de aminoácidos ou etileno glicol, entre muitos outros.

Exemplos de monômeros

Além dos já mencionados, há os seguintes exemplos adicionais de monômeros:

• Formaldeído
• Furfural
• Cardanol
• Galactose
• Esticar
• Álcool polivinílico
• Isopreno
• Ácidos graxos
• Epóxidos
• E embora eles não tenham sido mencionados, existem monômeros cujas estruturas não são carbonatadas, mas sulfurizadas, fosforadas ou têm átomos de silício.

Referências

1. Carey f. (2006). Quimica Organica. (6º. ed.). México: MC Graw Hill.
2. Os editores da Encyclopedia Britannica (2015). Monômero: composto químico.  Retirado de: Britannica.com
3. Mathews, Holde e Ahern (2002). Bioquímica (3ª. ed.).  Madri: Pearson
4. Polímeros e monômeros. Recuperado de: materialworldmodules.org
5. Wikipedia (2018). Monômero. Retirado de: em.Wikipedia.org