مونمر: الخصائص والأنواع والأمثلة - كيمياء - 2026

و أحادية هي عبارة عن جزيئات صغيرة أو بسيطة التي تشكل وحدة الهيكلية الأساسية أو الضرورية أكبر أو جزيئات معقدة تسمى البوليمرات. مونومر هي كلمة من أصل يوناني وتعني أحادي واحد وجزء فقط.

عندما ينضم مونومر إلى آخر ، يتشكل ثنائى. عندما ينضم هذا بدوره إلى مونومر آخر ، فإنه يشكل قاطعًا ، وهكذا حتى يتم تشكيل سلاسل قصيرة تسمى أوليغومرات ، أو سلاسل أطول تسمى البوليمرات.

المصدر: Ardonik عبر Flickr

تترابط المونومرات أو تتبلمر عن طريق تكوين روابط كيميائية عن طريق مشاركة أزواج الإلكترونات ؛ أي أنهم متحدون بروابط من النوع التساهمي.

في الصورة أعلاه ، تمثل المكعبات المونومرات ، التي ترتبط من خلال وجهين (رابطان) لتكوين برج مائل.

يُعرف اتحاد المونومرات هذا باسم البلمرة. يمكن ربط مونومرات من نفس النوع أو نوع مختلف ، وسيحدد عدد الروابط التساهمية التي يمكن أن تنشئها مع جزيء آخر بنية البوليمر التي تشكلها (سلاسل خطية ، هياكل مائلة أو ثلاثية الأبعاد).

جزيء البوليسترين. مثال مونومر (مستطيل أحمر)

هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من المونومرات ، من بينها تلك ذات الأصل الطبيعي. تنتمي هذه إلى الجزيئات العضوية التي تسمى الجزيئات الحيوية ، الموجودة في بنية الكائنات الحية وتصممها.

على سبيل المثال ، الأحماض الأمينية التي تشكل البروتينات ؛ وحدات السكريات الأحادية من الكربوهيدرات ؛ والنيوكليوتيدات التي تشكل الأحماض النووية. هناك أيضًا المونومرات الاصطناعية ، التي تجعل من الممكن إنتاج مجموعة متنوعة لا حصر لها من المنتجات البوليمرية الخاملة ، مثل الدهانات والبلاستيك.

يمكن ذكر اثنين من آلاف الأمثلة التي يمكن ذكرها ، مثل رباعي فلورو إيثيلين ، الذي يشكل البوليمر المعروف باسم التفلون ، أو مونومرات الفينول والفورمالديهايد ، التي تشكل البوليمر المسمى الباكليت.

خصائص مونومر

ترتبط مونومرات بروابط تساهمية

الذرات التي تشارك في تكوين المونومر مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط قوية ومستقرة مثل الرابطة التساهمية. وبالمثل ، فإن المونومرات تتبلمر أو ترتبط بجزيئات أحادية أخرى من خلال هذه الروابط ، مما يمنح البوليمرات القوة والاستقرار.

يمكن تشكيل هذه الروابط التساهمية بين المونومرات من خلال تفاعلات كيميائية تعتمد على الذرات التي يتكون منها المونومر ، ووجود روابط مزدوجة ، وخصائص أخرى لها بنية المونومر.

يمكن أن تتم عملية البلمرة بإحدى التفاعلات الثلاثة التالية: عن طريق التكثيف أو الإضافة أو بواسطة الجذور الحرة. كل واحد منهم لديه آلياته الخاصة وطريقة النمو.

وظائف المونومرات وهيكل البوليمر

يمكن أن يرتبط المونومر مع اثنين على الأقل من جزيئات المونومر الأخرى. هذه الخاصية أو الخاصية هي ما يُعرف بوظيفة المونومرات ، وهو ما يسمح لها بأن تكون الوحدات الهيكلية للجزيئات الكبيرة.

يمكن أن تكون المونومرات ثنائية أو متعددة الوظائف ، اعتمادًا على المواقع النشطة أو التفاعلية للمونومر ؛ أي ذرات الجزيء التي يمكن أن تشارك في تكوين روابط تساهمية مع ذرات جزيئات أو مونومرات أخرى.

هذه الخاصية مهمة أيضًا ، لأنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ببنية البوليمرات التي تتكون منها ، كما هو مفصل أدناه.

ثنائية الوظيفة: بوليمر خطي

تكون المونمرات ثنائية الوظيفة عندما يكون لها موقعان فقط للربط مع مونومرات أخرى ؛ وهذا يعني أن المونومر يمكنه فقط تكوين رابطتين تساهمية مع مونومرات أخرى ويشكل بوليمرات خطية فقط.

تشمل أمثلة البوليمرات الخطية الإيثيلين جلايكول والأحماض الأمينية.

مونومرات متعددة الوظائف - بوليمرات ثلاثية الأبعاد

هناك مونومرات يمكن ربطها بأكثر من مونومرين وتشكل الوحدات الهيكلية ذات الوظائف الأعلى.

يطلق عليها اسم متعدد الوظائف وهي تلك التي تنتج جزيئات بوليمرية متفرعة أو شبكية أو ثلاثية الأبعاد ؛ مثل البولي إيثيلين ، على سبيل المثال.

الهيكل العظمي أو الهيكل المركزي

مع رابطة مزدوجة بين الكربون والكربون

هناك مونومرات لها هيكل عظمي مركزي في هيكلها يتكون من ذرتين كربون على الأقل مرتبطة برابطة مزدوجة (C = C).

في المقابل ، تحتوي هذه السلسلة أو الهيكل المركزي على ذرات مرتبطة بشكل جانبي يمكن أن تتغير لتشكل مونومرًا مختلفًا. (R ₂ C = CR ₂).

إذا تم تعديل أو استبدال أي من سلاسل R ، يتم الحصول على مونومر مختلف. أيضًا ، عندما تتجمع هذه المونومرات الجديدة معًا فإنها ستشكل بوليمرًا مختلفًا.

ومن أمثلة هذه المجموعة من المونومرات البروبيلين (H ₂ C = CH ₃ H) ، ورباعي فلورو الإيثيلين (F ₂ C = CF ₂) وكلوريد الفينيل (H ₂ C = CClH).

مجموعتان وظيفيتان في الهيكل

على الرغم من وجود المونومرات التي تحتوي على مجموعة وظيفية واحدة فقط ، إلا أن هناك مجموعة واسعة من المونومرات التي تحتوي على مجموعتين وظيفيتين في بنيتها.

الأحماض الأمينية هي مثال جيد على ذلك. لديهم مجموعة وظيفية أمينية (-NH ₂) ومجموعة وظيفية حمض الكربوكسيل (-COOH) مرتبطة بذرة كربون مركزية.

هذه الخاصية المتمثلة في كونه مونومرًا مختلفًا يمنحه أيضًا القدرة على تكوين سلاسل بوليمر طويلة مثل وجود روابط مزدوجة.

المجموعات الوظيفية

بشكل عام ، يتم إعطاء الخصائص التي تظهر البوليمرات بواسطة الذرات التي تشكل السلاسل الجانبية للمونومرات. تشكل هذه السلاسل المجموعات الوظيفية للمركبات العضوية.

هناك عائلات من المركبات العضوية التي تحدد خصائصها المجموعات الوظيفية أو السلاسل الجانبية. مثال على ذلك المجموعة الوظيفية لحمض الكربوكسيل R - COOH ، والمجموعة الأمينية R - NH ₂ ، والكحول R - OH ، من بين العديد من الآخرين الذين يشاركون في تفاعلات البلمرة.

اتحاد مونومرات متشابهة أو مختلفة

اتحاد مونومرات متساوية

يمكن أن تشكل المونمرات فئات مختلفة من البوليمرات. يمكن توحيد مونومرات من نفس النوع أو من نفس النوع وإنشاء ما يسمى البوليمرات المتجانسة.

على سبيل المثال ، يمكن ذكر الستيرين ، المونومر الذي يشكل البوليسترين. يعد النشا والسليلوز أيضًا أمثلة على البوليمرات المتجانسة المكونة من سلاسل طويلة متفرعة من مونومر جلوكوز.

اتحاد مونومرات مختلفة

يشكل اتحاد المونومرات المختلفة البوليمرات المشتركة. تتكرر الوحدات بأرقام أو ترتيب أو تسلسل مختلف في جميع أنحاء هيكل السلاسل البوليمرية (ABBBAABAA-…).

كمثال على البوليمرات المشتركة ، يمكن ذكر النايلون ، وهو بوليمر يتكون من وحدات متكررة من مونومرين مختلفين. هذه هي حمض الكربوكسيل وجزيء ثنائي أمين ، والتي يتم ربطها عن طريق التكثيف بنسب متساوية (متساوية).

يمكن أيضًا ربط المونومرات المختلفة بنسب غير متساوية ، كما هو الحال في حالة تكوين بولي إيثيلين متخصص به مونومر 1 أوكتين بالإضافة إلى مونومر الإيثيلين كهيكل أساسي.

أنواع المونومرات

هناك العديد من الخصائص التي تسمح بإنشاء أنواع مختلفة من المونومرات ، من بينها أصلها ، ووظائفها ، وبنيتها ، ونوع البوليمر الذي تشكله ، وكيف تتبلمر ، وتبرز روابطها التساهمية.

المونومرات الطبيعية

- توجد المونومرات ذات الأصل الطبيعي مثل الأيزوبرين ، والتي يتم الحصول عليها من النسغ أو اللاتكس للنباتات ، وهو أيضًا التركيب الأحادي للمطاط الطبيعي.

- بعض الأحماض الأمينية التي تنتجها الحشرات من بروتين الفيبروين أو بروتين الحرير. أيضا ، هناك أحماض أمينية تشكل البوليمر الكيراتين ، وهو البروتين الموجود في الصوف الذي تنتجه الحيوانات مثل الأغنام.

- من بين المونومرات الطبيعية أيضًا الوحدات الهيكلية الأساسية للجزيئات الحيوية. على سبيل المثال ، يرتبط الجلوكوز أحادي السكاريد بجزيئات الجلوكوز الأخرى لتكوين أنواع مختلفة من الكربوهيدرات مثل النشا والجليكوجين والسليلوز وغيرها.

- من ناحية أخرى ، يمكن أن تشكل الأحماض الأمينية مجموعة واسعة من البوليمرات المعروفة بالبروتينات. هذا بسبب وجود عشرين نوعًا من الأحماض الأمينية ، والتي يمكن ربطها بأي ترتيب عشوائي ؛ وبالتالي ، ينتهي بهم الأمر بتكوين بروتين واحد أو آخر له خصائصه الهيكلية الخاصة.

- مونومرات أحادية النوكليوتيدات ، التي تشكل الجزيئات الكبيرة المسماة DNA و RNA الأحماض النووية على التوالي ، هي أيضًا مونومرات مهمة جدًا ضمن هذه الفئة.

المونومرات الاصطناعية

- من بين المونومرات الاصطناعية أو الاصطناعية (وهي عديدة) ، يمكننا أن نذكر بعض الأنواع التي تصنع بها أنواع مختلفة من البلاستيك ؛ مثل كلوريد الفينيل ، الذي يشكل البولي فينيل كلوريد أو PVC ؛ وغاز الإيثيلين (H ₂ C = CH ₂) ، وبوليمر البولي إيثيلين الخاص به.

من المعروف أنه باستخدام هذه المواد ، يمكن بناء مجموعة متنوعة من الحاويات والزجاجات والأدوات المنزلية ولعب الأطفال ومواد البناء وغيرها.

- تم العثور على مونومر رباعي فلورو إيثيلين (F ₂ C = CF ₂) مكونًا البوليمر المعروف تجاريًا باسم Teflon.

- جزيء الكابرولاكتام المشتق من التولوين ضروري لتركيب النايلون ، من بين أشياء أخرى كثيرة.

- توجد عدة مجموعات من مونومرات الأكريليك مصنفة حسب التركيب والوظيفة. من بين هذه الأكريلاميد والميثاكريلاميد ، والأكريلات ، والأكريليك مع الفلور ، من بين أمور أخرى.

المونومرات القطبية وغير القطبية

يتم إجراء هذا التصنيف وفقًا لاختلاف الكهربية للذرات التي يتكون منها المونومر. عندما يكون هناك فرق ملحوظ ، تتشكل المونومرات القطبية ؛ على سبيل المثال ، الأحماض الأمينية القطبية مثل ثريونين والأسباراجين.

عندما يكون فرق الكهربية صفرًا ، تكون المونومرات قطبية. هناك أحماض أمينية غير قطبية مثل التربتوفان ، ألانين ، فالين ، من بين أمور أخرى ؛ وكذلك المونومرات القطبية مثل أسيتات الفينيل.

المونومرات الحلقية أو الخطية

وفقًا لشكل أو تنظيم الذرات داخل بنية المونومرات ، يمكن تصنيف هذه الذرات على أنها مونومرات دورية ، مثل البرولين وأكسيد الإيثيلين ؛ خطي أو أليفاتي ، مثل حمض أميني فالين ، إيثيلين جلايكول من بين أشياء أخرى كثيرة.

أمثلة

بالإضافة إلى ما سبق ذكره ، هناك الأمثلة الإضافية التالية للمونومرات:

-الفورمالدهيد

-Furfural

- كاردانول

- الجلاكتوز

-سترين

- كحول بوليفينيل

- الايزوبرين

- أحماض دهنية

-بوكسيدات

- وعلى الرغم من عدم ذكرها ، إلا أن هناك المونومرات التي لا تكون هياكلها مكربنة ، بل مكبريتة ، أو فوسفورية ، أو بها ذرات سيليكون.

المراجع

1. كاري ف. (2006). الكيمياء العضوية. (الطبعة السادسة). المكسيك: ماك جراو هيل.
2. محررو موسوعة بريتانيكا. (2015 ، 29 أبريل). مونومر: مركب كيميائي. مأخوذة من: britannica.com
3. ماثيوز وهولد وأهيرن. (2002). الكيمياء الحيوية (الطبعة الثالثة). مدريد: بيرسون
4. البوليمرات والمونمرات. تم الاسترجاع من: materialsworldmodules.org
5. ويكيبيديا. (2018). أحادي المعدن. مأخوذة من: en.wikipedia.org