Monomères et polymères en chimie

Modèles de Polyéthylène et Polyamide

Les polymères, tels que le polyéthylène et le polyamide, sont construits à partir de sous-unités appelées monomères.

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Un monomère est un type de molécule qui a la capacité de se lier chimiquement avec d'autres molécules dans une longue chaîne ; un polymère est une chaîne d'un nombre indéterminé de monomères. Essentiellement, les monomères sont les éléments constitutifs des polymères, qui sont des types de molécules plus complexes. Les monomères - unités moléculaires répétitives - sont reliés en polymères par des liaisons covalentes.

Monomères

Le mot monomère vient de mono- (un et - plus (partie). Les monomères sont petits molécules qui peuvent être assemblés de manière répétitive pour former des molécules plus complexes appelées polymères. Les monomères forment des polymères en formant des liaisons chimiques ou en se liant de manière supramoléculaire via un processus appelé polymérisation.



Parfois, les polymères sont fabriqués à partir de groupes liés de sous-unités monomères (jusqu'à quelques dizaines de monomères) appelés oligomères. Pour être qualifiée d'oligomère, les propriétés de la molécule doivent changer de manière significative si une ou quelques sous-unités sont ajoutées ou supprimées. Des exemples d'oligomères comprennent collagène et paraffine liquide.

Un terme connexe est «protéine monomère», qui est une protéine qui se lie pour former un complexe multiprotéique. Les monomères ne sont pas seulement des éléments constitutifs des polymères, mais sont des molécules importantes à part entière, qui ne forment pas nécessairement des polymères à moins que les conditions ne soient réunies.



Exemples de monomères

Des exemples de monomères comprennent le chlorure de vinyle (qui polymérise en chlorure de polyvinyle ou PVC), le glucose (qui polymérise en amidon, cellulose, laminarine et glucanes) et les acides aminés (qui polymérisent en peptides, polypeptides et protéines). Le glucose est le monomère naturel le plus abondant, qui polymérise en formant des liaisons glycosidiques.

Polymères

Le mot polymère vient de poly- (beaucoup) et - plus (partie). Un polymère peut être une macromolécule naturelle ou synthétique composée d'unités répétitives d'une molécule plus petite (monomères). Alors que de nombreuses personnes utilisent les termes « polymère » et « plastique » de manière interchangeable, les polymères constituent une classe de molécules beaucoup plus large qui comprend les plastiques, ainsi que de nombreux autres matériaux, tels que la cellulose, l'ambre et le caoutchouc naturel.

Les composés de poids moléculaire inférieur peuvent être distingués par le nombre de sous-unités monomères qu'ils contiennent. Les termes dimère, trimère, tétramère, pentamère, hexamère, heptamère, octamère, nonamère, décamère, dodécamère, eicosamère reflètent les molécules contenant 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 20 unités monomères.

Exemples de polymères

Des exemples de polymères comprennent les plastiques tels que le polyéthylène, les silicones tels que le silly putty, les biopolymères tels que la cellulose et l'ADN, les polymères naturels tels que le caoutchouc et la gomme laque, et de nombreuses autres macromolécules importantes.



Groupes de monomères et polymères

Les cours de molécules biologiques peuvent être regroupés selon les types de polymères qu'ils forment et les monomères qui agissent comme des sous-unités :

    Lipides- des polymères appelés diglycérides, triglycérides ; les monomères sont le glycérol et les acides grasProtéines- les polymères sont appelés polypeptides ; les monomères sont des acides aminésAcides nucléiques- les polymères sont l'ADN et l'ARN ; les monomères sont des nucléotides, qui sont à leur tour constitués d'une base azotée, d'un sucre pentose et d'un groupe phosphateLes glucides- les polymères sont les polysaccharides et les disaccharides* ; les monomères sont des monosaccharides (sucres simples)

* Techniquement, les diglycérides et les triglycérides ne sont pas de vrais polymères car ils se forment via la synthèse par déshydratation de molécules plus petites, et non à partir de la liaison bout à bout des monomères qui caractérise la véritable polymérisation.



Comment se forment les polymères

La polymérisation est le processus de liaison covalente des plus petits monomères dans le polymère. Au cours de la polymérisation, des groupes chimiques sont perdus des monomères afin qu'ils puissent s'unir. Dans le cas des biopolymères de glucides, il s'agit d'un réaction de déshydratation dans lequel l'eau se forme.

Ressources et lectures complémentaires

  • Cowie, J.M.G. et Valeria Arrighi. « Polymères : chimie et physique des matériaux modernes », 3e éd. Boca Taton : CRC Press, 2007.
  • Sperling, Leslie H. «Introduction à la science physique des polymères», 4e éd. Hoboken, New Jersey : John Wiley & Sons, 2006.
  • Young, Robert J., et Peter A. Lovell. 'Introduction aux polymères', 3e éd. Boca Raton, LA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2011.