โมโนเมอร์: ลักษณะประเภทและตัวอย่าง - เคมี - 2026

โมโนเมอร์เป็นโมเลกุลขนาดเล็กหรือที่เรียบง่ายซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นขั้นพื้นฐานหรือหน่วยโครงสร้างขนาดใหญ่หรือโมเลกุลที่ซับซ้อนที่เรียกว่าโพลีเมอ โมโนเมอร์เป็นคำที่มาจากภาษากรีกซึ่งหมายถึงโมโนหนึ่งและเป็นเพียงบางส่วน

เมื่อโมโนเมอร์ตัวหนึ่งเชื่อมต่อกับอีกตัวหนึ่งจะมีรูปแบบหรี่ เมื่อสิ่งนี้รวมเข้ากับโมโนเมอร์อื่นมันจะสร้างทริมเมอร์และอื่น ๆ จนเกิดโซ่สั้น ๆ ที่เรียกว่าโอลิโกเมอร์หรือโซ่ที่ยาวกว่าซึ่งเรียกว่าโพลีเมอร์

ที่มา: Ardonik ผ่าน Flickr

โมโนเมอร์สร้างพันธะหรือพอลิเมอร์โดยสร้างพันธะเคมีโดยใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน กล่าวคือพวกมันรวมกันด้วยพันธะประเภทโควาเลนต์

ในภาพด้านบนก้อนนี้เป็นตัวแทนของโมโนเมอร์ซึ่งเชื่อมโยงกันด้วยสองหน้า (พันธะสองอัน) เพื่อก่อให้เกิดหอเอน

การรวมกันของโมโนเมอร์นี้เรียกว่าพอลิเมอไรเซชัน โมโนเมอร์ชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกันได้และจำนวนพันธะโควาเลนต์ที่สามารถสร้างกับโมเลกุลอื่นจะกำหนดโครงสร้างของพอลิเมอร์ที่ก่อตัวขึ้น (โซ่เชิงเส้นเอียงหรือโครงสร้างสามมิติ)

โมเลกุลโพลีสไตรีน ตัวอย่างโมโนเมอร์ (สี่เหลี่ยมผืนผ้าสีแดง)

มีโมโนเมอร์หลากหลายชนิดซึ่งมีแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ สิ่งเหล่านี้เป็นของและออกแบบโมเลกุลอินทรีย์ที่เรียกว่าชีวโมเลกุลซึ่งมีอยู่ในโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต

ตัวอย่างเช่นกรดอะมิโนที่ประกอบเป็นโปรตีน หน่วยโมโนแซคคาไรด์ของคาร์โบไฮเดรต และโมโนนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบเป็นกรดนิวคลีอิก นอกจากนี้ยังมีโมโนเมอร์สังเคราะห์ซึ่งทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์เฉื่อยที่หลากหลายเช่นสีและพลาสติก

สามารถกล่าวถึงตัวอย่างสองในหลายพันตัวอย่างเช่น tetrafluoroethylene ซึ่งสร้างโพลีเมอร์ที่เรียกว่าเทฟลอนหรือโมโนเมอร์ฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์ซึ่งก่อตัวเป็นโพลีเมอร์ที่เรียกว่า Bakelite

ลักษณะโมโนเมอร์

โมโนเมอร์เชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์

อะตอมที่มีส่วนร่วมในการสร้างโมโนเมอร์จะถูกจับเข้าด้วยกันโดยพันธะที่แข็งแรงและมั่นคงเช่นพันธะโควาเลนต์ ในทำนองเดียวกันโมโนเมอร์พอลิเมอร์หรือจับกับโมเลกุลโมโนเมอร์อื่น ๆ ผ่านพันธะเหล่านี้ทำให้โพลีเมอร์มีความแข็งแรงและเสถียรภาพ

พันธะโควาเลนต์ระหว่างโมโนเมอร์เหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งจะขึ้นอยู่กับอะตอมที่ประกอบเป็นโมโนเมอร์การมีพันธะคู่และลักษณะอื่น ๆ ที่มีโครงสร้างของโมโนเมอร์

กระบวนการพอลิเมอไรเซชันสามารถเป็นหนึ่งในสามปฏิกิริยาต่อไปนี้: โดยการควบแน่นการเติมหรือโดยอนุมูลอิสระ แต่ละคนมีกลไกและโหมดการเติบโตของตัวเอง

การทำงานของโมโนเมอร์และโครงสร้างโพลีเมอร์

โมโนเมอร์สามารถจับกับโมโนเมอร์อื่น ๆ อย่างน้อยสองโมเลกุล คุณสมบัติหรือคุณลักษณะนี้เป็นสิ่งที่เรียกว่าการทำงานของโมโนเมอร์และเป็นสิ่งที่ช่วยให้พวกมันเป็นหน่วยโครงสร้างของโมเลกุลขนาดใหญ่

โมโนเมอร์สามารถเป็นแบบ bifunctional หรือ polyfunctional ขึ้นอยู่กับไซต์ที่ใช้งานหรือมีปฏิกิริยาของโมโนเมอร์ นั่นคือของอะตอมของโมเลกุลที่สามารถมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะโควาเลนต์กับอะตอมของโมเลกุลหรือโมโนเมอร์อื่น

ลักษณะนี้มีความสำคัญเช่นกันเนื่องจากมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างของโพลีเมอร์ที่ประกอบขึ้นตามรายละเอียดด้านล่าง

Bifunctionality: ลิเนียร์พอลิเมอร์

โมโนเมอร์สามารถใช้งานได้เมื่อมีเพียงสองไซต์ที่มีผลผูกพันกับโมโนเมอร์อื่น ๆ นั่นคือโมโนเมอร์สามารถสร้างพันธะโควาเลนต์ได้เพียงสองพันธะกับโมโนเมอร์อื่นและสร้างเป็นโพลิเมอร์เชิงเส้นเท่านั้น

ตัวอย่างของพอลิเมอร์เชิงเส้น ได้แก่ เอทิลีนไกลคอลและกรดอะมิโน

มัลติฟังก์ชั่นโมโนเมอร์ - โพลีเมอร์สามมิติ

มีโมโนเมอร์ที่สามารถเข้าร่วมกับโมโนเมอร์มากกว่าสองตัวและเป็นหน่วยโครงสร้างที่มีฟังก์ชันการทำงานสูงสุด

พวกเขาเรียกว่า polyfunctional และเป็นสารที่ผลิตโมเลกุลขนาดใหญ่แบบแยกส่วนเครือข่ายหรือโพลีเมอร์สามมิติ เช่นโพลีเอทิลีนเป็นต้น

โครงกระดูกหรือโครงสร้างส่วนกลาง

ด้วยพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนและคาร์บอน

มีโมโนเมอร์ที่มีโครงกระดูกส่วนกลางในโครงสร้างประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนอย่างน้อยสองอะตอมที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะคู่ (C = C)

ในทางกลับกันโซ่หรือโครงสร้างกลางนี้มีอะตอมที่ถูกผูกมัดด้านข้างซึ่งสามารถเปลี่ยนรูปแบบเป็นโมโนเมอร์อื่นได้ (R ₂ C = CR ₂ )

หากโซ่ R ใด ๆ ถูกปรับเปลี่ยนหรือเปลี่ยนจะได้รับโมโนเมอร์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้เมื่อโมโนเมอร์ใหม่เหล่านี้รวมตัวกันก็จะสร้างโพลิเมอร์ที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างของโมโนเมอร์กลุ่มนี้ ได้แก่ โพรพิลีน (H ₂ C = CH ₃ H) tetrafluoroethylene (F ₂ C = CF ₂ ) และไวนิลคลอไรด์ (H ₂ C = CClH)

กลุ่มฟังก์ชันสองกลุ่มในโครงสร้าง

แม้ว่าจะมีโมโนเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชันเพียงกลุ่มเดียว แต่ก็มีโมโนเมอร์กลุ่มกว้างที่มีกลุ่มฟังก์ชันสองกลุ่มในโครงสร้าง

กรดอะมิโนเป็นตัวอย่างที่ดีในเรื่องนี้ พวกมันมีหมู่ฟังก์ชันอะมิโน (-NH ₂ ) และหมู่ฟังก์ชันของกรดคาร์บอกซิลิก (-COOH) ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนกลาง

ลักษณะเฉพาะของการเป็นโมโนเมอร์ difunctional นี้ยังให้ความสามารถในการสร้างโซ่พอลิเมอร์แบบยาวเช่นการมีพันธะคู่

กลุ่มฟังก์ชัน

โดยทั่วไปคุณสมบัติของพอลิเมอร์ที่มีอยู่จะได้รับจากอะตอมที่เป็นโซ่ด้านข้างของโมโนเมอร์ โซ่เหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นหมู่ฟังก์ชันของสารประกอบอินทรีย์

มีตระกูลของสารประกอบอินทรีย์ที่มีลักษณะตามหมู่ฟังก์ชันหรือโซ่ข้าง ตัวอย่างคือหมู่ฟังก์ชันกรดคาร์บอกซิลิก R - COOH หมู่อะมิโน R - NH ₂แอลกอฮอล์ R - OH และอื่น ๆ อีกมากมายที่เข้าร่วมในปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน

การรวมกันของโมโนเมอร์เดียวกันหรือต่างกัน

การรวมกันของโมโนเมอร์ที่เท่ากัน

โมโนเมอร์สามารถสร้างโพลีเมอร์ประเภทต่างๆได้ โมโนเมอร์ชนิดเดียวกันหรือชนิดเดียวกันสามารถรวมกันและสร้างสิ่งที่เรียกว่าโฮโมโพลิเมอร์

ตัวอย่างเช่นการกล่าวถึงสามารถทำจากสไตรีนซึ่งเป็นโมโนเมอร์ที่สร้างโพลีสไตรีน แป้งและเซลลูโลสยังเป็นตัวอย่างของโฮโมพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยโซ่กิ่งยาวของโมโนเมอร์กลูโคส

การรวมกันของโมโนเมอร์ที่แตกต่างกัน

การรวมกันของโมโนเมอร์ที่แตกต่างกันก่อตัวเป็นโคพอลิเมอร์ หน่วยจะถูกทำซ้ำในจำนวนลำดับหรือลำดับที่ต่างกันตลอดโครงสร้างของโซ่พอลิเมอร์ (ABBBAABAA- …)

ดังตัวอย่างของโคพอลิเมอร์ไนลอนพอลิเมอร์ที่เกิดจากหน่วยการทำซ้ำของโมโนเมอร์สองชนิดที่แตกต่างกันสามารถกล่าวถึงได้ เหล่านี้คือกรดไดคาร์บอกซิลิกและโมเลกุลไดอะมีนซึ่งเชื่อมต่อผ่านการควบแน่นในสัดส่วนที่เท่ากัน (เท่ากัน)

โมโนเมอร์ที่แตกต่างกันสามารถเชื่อมต่อในสัดส่วนที่ไม่เท่ากันได้เช่นเดียวกับในกรณีของการก่อตัวของโพลีเอทิลีนเฉพาะที่มีโมโนเมอร์ 1 อ็อกทีนบวกกับโมโนเมอร์เอทิลีนเป็นโครงสร้างพื้นฐาน

ประเภทของโมโนเมอร์

มีหลายลักษณะที่อนุญาตให้สร้างโมโนเมอร์ประเภทต่างๆซึ่ง ได้แก่ ต้นกำเนิดการทำงานโครงสร้างชนิดของโพลีเมอร์ที่เกิดขึ้นวิธีที่พวกมันพอลิเมอไรเซชันและพันธะโควาเลนต์

โมโนเมอร์ธรรมชาติ

- มีโมโนเมอร์จากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติเช่นไอโซพรีนซึ่งได้มาจากน้ำนมหรือน้ำยางของพืชและซึ่งเป็นโครงสร้างโมโนเมอร์ของยางธรรมชาติด้วย

- กรดอะมิโนบางชนิดที่ผลิตโดยแมลงสร้างไฟโบรอินหรือโปรตีนไหม นอกจากนี้ยังมีกรดอะมิโนที่สร้างเคราตินโพลีเมอร์ซึ่งเป็นโปรตีนในขนสัตว์ที่ผลิตโดยสัตว์เช่นแกะ

- ในบรรดาโมโนเมอร์ธรรมชาติก็เป็นหน่วยโครงสร้างพื้นฐานของสารชีวโมเลกุลเช่นกัน ตัวอย่างเช่นกลูโคสโมโนแซ็กคาไรด์จะจับกับโมเลกุลของกลูโคสอื่น ๆ เพื่อสร้างคาร์โบไฮเดรตประเภทต่างๆเช่นแป้งไกลโคเจนเซลลูโลสเป็นต้น

ในทางกลับกันกรดอะมิโนสามารถสร้างโพลีเมอร์ได้หลากหลายชนิดที่เรียกว่าโปรตีน เนื่องจากมีกรดอะมิโนยี่สิบชนิดซึ่งสามารถเชื่อมโยงตามลำดับใด ๆ ก็ได้ ดังนั้นพวกมันจึงกลายเป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่มีลักษณะโครงสร้างของมันเอง

- โมโนนิวคลีโอไทด์ซึ่งสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เรียกว่ากรดนิวคลีอิก DNA และ RNA ตามลำดับก็เป็นโมโนเมอร์ที่สำคัญมากในประเภทนี้

โมโนเมอร์สังเคราะห์

- ในบรรดาโมโนเมอร์เทียมหรือสังเคราะห์ (ซึ่งมีจำนวนมาก) เราสามารถพูดถึงพลาสติกบางชนิดที่ผลิตขึ้นได้ เช่นไวนิลคลอไรด์ซึ่งเป็นโพลีไวนิลคลอไรด์หรือพีวีซี และก๊าซเอทิลีน (H ₂ C = CH ₂ ) และโพลีเอทิลีนโพลีเมอร์

เป็นที่ทราบกันดีว่าด้วยวัสดุเหล่านี้สามารถสร้างภาชนะขวดของใช้ในบ้านของเล่นวัสดุก่อสร้างและอื่น ๆ ได้ด้วยวัสดุเหล่านี้

- มอนอเมอร์ tetrafluoroethylene (F ₂ C = CF ₂ ) พบว่าเป็นโพลิเมอร์ที่รู้จักกันในเชิงพาณิชย์ว่าเทฟลอน

- โมเลกุลของคาโพรแลคแทมที่ได้จากโทลูอีนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ไนลอนและอื่น ๆ อีกมากมาย

- โมโนเมอร์อะคริลิกมีหลายกลุ่มที่จำแนกตามองค์ประกอบและหน้าที่ ในจำนวนนี้ ได้แก่ อะคริลาไมด์และเมทาคริลาไมด์อะคริเลตอะคริลิกที่มีฟลูออรีนเป็นต้น

โมโนเมอร์ที่ไม่มีขั้วและขั้ว

การจำแนกประเภทนี้ดำเนินการตามความแตกต่างของอิเล็กโทรเนกาติวิตีของอะตอมที่ประกอบเป็นโมโนเมอร์ เมื่อมีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนโมโนเมอร์มีขั้วจะเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่นกรดอะมิโนโพลาร์เช่น ธ รีโอนีนและแอสพาราจีน

เมื่อความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวิตีเป็นศูนย์โมโนเมอร์จะเป็นอะโพลาร์ มีกรดอะมิโนที่ไม่มีขั้วเช่นทริปโตเฟนอะลานีนวาลีนเป็นต้น และโมโนเมอร์ apolar เช่นไวนิลอะซิเตท

โมโนเมอร์แบบวงจรหรือเชิงเส้น

ตามรูปร่างหรือการจัดเรียงของอะตอมภายในโครงสร้างของโมโนเมอร์สิ่งเหล่านี้สามารถจัดเป็นโมโนเมอร์แบบวัฏจักรเช่นโพรลีนเอทิลีนออกไซด์ เชิงเส้นหรืออะลิฟาติกเช่นวาลีนกรดอะมิโนเอทิลีนไกลคอลและอื่น ๆ อีกมากมาย

ตัวอย่าง

นอกเหนือจากที่กล่าวไปแล้วยังมีตัวอย่างโมโนเมอร์เพิ่มเติมดังต่อไปนี้:

-Formaldehyde

-Furfural

-Cardanol

-Galactose

-Styrene

- โพลีไวนิลแอลกอฮอล์

-Isoprene

-กรดไขมัน

-Epoxides

- และแม้ว่าจะไม่ได้กล่าวถึง แต่ก็มีโมโนเมอร์ที่มีโครงสร้างไม่อัดลม แต่มีกำมะถันฟอสฟอรัสหรือมีอะตอมของซิลิคอน

อ้างอิง

1. แครี่ F. (2549). เคมีอินทรีย์. (ฉบับที่ 6) เม็กซิโก: Mc Graw Hill
2. บรรณาธิการของสารานุกรมบริแทนนิกา (2558 29 เมษายน). โมโนเมอร์: สารประกอบทางเคมี นำมาจาก: britannica.com
3. Mathews, Holde และ Ahern (2002) ชีวเคมี (ฉบับที่ 3) มาดริด: PEARSON
4. โพลีเมอร์และโมโนเมอร์ สืบค้นจาก: materialsworldmodules.org
5. วิกิพีเดีย (2018) โมโนเมอร์ นำมาจาก: en.wikipedia.org