Monómeros, tipos e exemplos característicos

O monômeros são moléculas pequenas ou simples que constituem a unidade estrutural básica ou essencial de moléculas maiores ou mais complexas chamadas polímeros. Monômero é uma palavra de origem grega que significa macaco, um e meraparte.

Quando um monômero se une a outro, um dímero é formado. Quando isso, por sua vez, se funde com outro monômero, forma um trímero, e assim por diante, até formar cadeias curtas chamadas oligômeros, ou cadeias mais longas, que são os chamados polímeros.

Os monômeros são ligados ou polimerizados pela formação de ligações químicas compartilhando pares de elétrons; isto é, eles são unidos por ligações covalentes.

Na imagem acima os cubos representam os monômeros, que são ligados por duas faces (dois links) para dar origem a uma torre inclinada.

Essa ligação de monômeros é conhecida como polimerização. Monômeros do mesmo tipo ou de tipos diferentes podem ser combinados, e o número de ligações covalentes que podem ser estabelecidas com outra molécula determinará a estrutura do polímero que elas formam (cadeias lineares, inclinadas ou estruturas tridimensionais).

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

Por exemplo, os aminoácidos que compõem as proteínas; as unidades monossacarídicas dos carboidratos; e os mononucleótidos que formam os ácidos nucleicos. Há também monômeros sintéticos, que permitem elaborar uma variedade inumerável de produtos poliméricos inertes, como tintas e plásticos.

Podemos citar dois dos milhares de exemplos que podem ser dados, como o tetrafluoroetileno, que forma o polímero conhecido como Teflon, ou os monômeros fenol e formaldeído, que formam o polímero chamado baquelite.

Índice

• 1 Características dos monômeros
  • 1.1 Os monômeros estão ligados por ligações covalentes
  • 1.2 Funcionalidade dos monômeros e estrutura do polímero
  • 1.3 Bifuncionalidade: Polímero Linear
  • 1.4 Monômeros polifuncionais - Polímeros tridimensionais
• 2 esqueleto ou estrutura central
  • 2.1 Com uma dupla ligação entre carbono e carbono
  • 2.2 Dois grupos funcionais na estrutura
• 3 grupos funcionais
• 4 União do mesmo ou diferente tipo de monómero
  • 4.1 União de monômeros iguais
  • 4.2 União de diferentes monómeros
• 5 tipos de monômeros
  • 5.1 monômeros naturais
  • 5.2 monómeros sintéticos
  • 5.3 Monómeros polares e polares
  • 5.4 Monómeros cíclicos ou lineares
• 6 exemplos
• 7 referências

Características dos monômeros

Os monômeros estão ligados por ligações covalentes

Os átomos que participam na formação de um monômero são mantidos juntos por ligações fortes e estáveis ​​como a ligação covalente. Além disso, os monômeros polimerizam ou se ligam a outras moléculas monoméricas através dessas ligações, dando força e estabilidade aos polímeros.

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

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

Funcionalidade dos monômeros e estrutura do polímero

Um monómero pode ser ligado a pelo menos duas outras moléculas monoméricas. Esta propriedade ou característica é o que é conhecido como funcionalidade dos monômeros, e é o que permite que eles sejam as unidades estruturais das macromoléculas.

Os monómeros podem ser bifuncionais ou polifuncionais, dependendo dos locais activos ou reactivos do monómero; isto é, os átomos da molécula que podem participar na formação de ligações covalentes com os átomos de outras moléculas ou monômeros.

Esse recurso também é importante, pois está intimamente ligado à estrutura dos polímeros que compõem, conforme detalhado abaixo.

Bifuncionalidade: polímero linear

Os monómeros são bifuncionais quando têm apenas dois locais de ligação com outros monómeros; ou seja, o monômero só pode formar duas ligações covalentes com outros monômeros e formar apenas polímeros lineares.

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

Monômeros polifuncionais - Polímeros tridimensionais

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

Eles são chamados de polifuncionais e são aqueles que produzem macromoléculas de polímeros ramificados, tridimensionais ou de rede; como polietileno, por exemplo.

Esqueleto ou estrutura central

Com uma dupla ligação 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 possui átomos ligados lateralmente que podem mudar formando um monômero diferente. (R₂C = CR₂).

Se qualquer uma das cadeias R for modificada ou substituída, um monômero diferente é obtido. Da mesma forma, quando esses novos monômeros são unidos, eles formarão um polímero diferente.

É possível mencionar o propileno como um exemplo desse grupo de monômeros (H₂C = CH₃H), tetrafluoroetileno (F₂C = CF₂) e cloreto de vinil (H₂C = CClH).

Dois grupos funcionais na estrutura

Embora existam monômeros que possuam um único grupo funcional, existe um grande grupo de monômeros que possui dois grupos funcionais em sua estrutura.

Os aminoácidos são um bom exemplo disso. Eles têm um grupo funcional amino (-NH₂) e o grupo funcional do ácido carboxílico (-COOH) ligado a um átomo de carbono central.

Essa característica de ser um monômero difuncional também lhe dá a capacidade de formar longas cadeias de polímeros, como a presença de ligações duplas.

Grupos funcionais

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

Existem famílias de compostos orgânicos cujas características são dadas pelos grupos funcionais ou cadeias laterais. Um exemplo é o grupo funcional ácido carboxílico R-COOH, o grupo amino R-NH₂, álcool R-OH, entre muitos outros envolvidos em reações de polimerização.

União de monômeros iguais ou diferentes

União de monômeros iguais

Os monômeros podem formar diferentes tipos de polímeros. Monómeros do mesmo tipo ou do mesmo tipo podem ser combinados e os chamados homopolímeros podem ser gerados.

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

União de diferentes monômeros

A união de diferentes monómeros forma os copolímeros. As unidades são repetidas em números, ordem ou sequência diferentes ao longo da estrutura das cadeias poliméricas (A-B-B-B-A-B-A-A- ...).

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

Diferentes monômeros também podem ser unidos em proporções desiguais, como no caso da formação de um polietileno especializado cuja estrutura básica é o monômero 1-octeno mais o monômero de etileno.

Tipos de monômeros

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

Monômeros naturais

- Existem monômeros de origem natural, como o isopreno, que é obtido da seiva ou látex de o plantas, e essa é também a estrutura monomérica da borracha natural.

-Alguns aminoácidos produzidos por insetos formam fibroína ou proteína de seda. Além disso, existem aminoácidos que formam o polímero queratina, que é a proteína da lã produzida por animais como a ovelha.

Entre os monômeros naturais também estão as unidades estruturais básicas das biomoléculas. A glicose monossacarídica, por exemplo, se liga 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 ligados em qualquer ordem arbitrária; e, portanto, acabam formando uma ou outra proteína com suas próprias características estruturais.

-Os mononucleotídeos, que formam as macromoléculas chamadas de ácidos nucléicos de DNA e RNA, respectivamente, também são monômeros muito importantes nessa categoria.

Monômeros sintéticos

Entre os monômeros artificiais ou sintéticos (que são numerosos), podemos mencionar alguns com os quais diferentes variedades de plásticos são feitas; como o cloreto de vinilo, que forma cloreto de polivinilo ou PVC; e o gás etileno (H₂C = CH₂) e seu polímero de polietileno.

É sabido que com esses materiais você pode construir uma grande variedade de recipientes, garrafas, utensílios domésticos, brinquedos, materiais de construção, entre outros.

-O monômero de tetrafluoroetileno (F₂C = CF₂) está formando o polímero conhecido e comercialmente conhecido como Teflon.

-A molécula de caprolactama derivada do 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 função.Entre eles estão acrilamida e metacrilamida, acrilato, acrílicos com flúor, entre outros.

Monômeros polares e polares

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

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

Monómeros cíclicos ou lineares

De acordo com a forma ou organização dos átomos dentro da estrutura dos monômeros, estes podem ser classificados como monômeros cíclicos, tais como prolina, óxido de etileno; linear ou alifático, tal como o aminoácido valina, etilenoglicol e muitos outros.

Exemplos

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

-Formaldeído

-Furfural

-Cardanol

-Galactose

-Styrene

Álcool poli

-Isopreno

-Os ácidos gordos

- Exides

-E embora não tenham sido mencionados, há monômeros cujas estruturas não são carbonatadas, mas sulfuradas, fosforadas ou possuem átomos de silício.

Referências

1. Carey F. (2006). Quimica Organica. (6a ed.). México: Mc Graw Hill.
2. Os editores da Enciclopédia Britânica. (29 de abril de 2015). Monômero: Composto Químico. Retirado de: britannica.com
3. Mathews, Holde e Ahern. (2002). Bioquímica (3a ed.). Madri: PEARSON
4. Polímeros e Monômeros. Retirado de: materialsworldmodules.org
5. Wikipédia. (2018) Monômero Retirado de: en.wikipedia.org