Name: polymer structures and uses
Uploaded: 2020-11-23T11:47:33.000Z
Duration: 2 min 34 s
Channel: JoVE

Un polymère est une chaîne de petites molécules, appelés monomères, qui sont maintenus ensemble par des liaisons covalentes. Les organismes peuvent synthétiser des polymères biologiques, ou les scientifiques peuvent synthétiser des polymères en laboratoire. Les polymères naturels comprennent l'ADN, le matériel génétique trouvé dans tous les organismes vivants, et protéines, polysaccharides, et les lipides, les éléments constitutifs de la vie.Les plastiques font partie des polymères synthétiques les plus courants et comprennent le nylon, le polyéthylène et le téflon. Le processus de liaison des monomères les uns aux autres pour former une molécule plus grosse est connue sous le nom de polymérisation. Les monomères polymérisent par deux mécanismes de réaction distincts, condensation et addition.La polymérisation par condensation est quand deux monomères avec un atome d'hydrogène réactif et groupe hydroxyle, respectivement, liés les uns aux autres avec la libération d'eau comme sous-produit. La plupart des polymères naturels sont formés par des réactions de condensation. En plus de la polymérisation, des monomères avec des doubles liaisons carbone-carbone s'ajoutent les unes aux autres pour former un polymère sans génération de sous-produit par la libération d'atomes.Polymères constitués du même type de monomères sont connus sous le nom d'homopolymères, et ceux constitués de différents types de monomères sont appelés hétéropolymères. La cellulose, le polymère naturel le plus abondant, est un homopolymère du glucose, tandis que l'agarose, un polymère d'origine marine, est un hétéropolymère de galactose et 3, 6-anhydro-L-galactopyranose. Les polymères ont différentes structures en fonction sur leur type de monomères.Les polymères linéaires sont de longues chaînes de monomères. Par exemple, la cellulose est un polymère linéaire maintenu ensemble par des liaisons bêta 1, 4-glycosidiques. Les polymères ramifiés ont des chaînes qui se séparent d'une chaîne principal, telle que l'amylopectine, un composant de l'amidon qui se ramifie après 24 à 30 monomères par le biais de liaisons alpha glycosidiquesiaisons 1, 6.Les polymères réticulés ont deux chaînes ou plus maintenues ensemble en plusieurs points comme une échelle, comme un polymère construit d'échelle de silicium, ou forment un réseau complexe de chaînes interconnectées comme le gel formé par les pectines dans les gelées et les marmelades.

polymères

Polymers

Le mot polymère est dérivé des mots grecs “poly” qui signifie “beaucoup” et “mer” qui signifie “pièces” Les polymères sont de longues chaînes de molécules composées d'unités répétitives de molécules plus petites, appelées monomères. Ils se produisent naturellement, comme l'ADN et les protéines, ou peuvent être construits synthétiquement, comme les plastiques. Ils ont des caractéristiques structurelles variées, telles que des chaînes linéaires, chaînes ramifiées, ou réseaux complexes, qui contribuent aux propriétés qu'ils présentent. De plus, les groupes fonctionnels qui peuvent être présents sur un polymère définissent davantage leurs propriétés. Les unités individuelles d'un polymère sont maintenues ensemble par des liaisons covalentes stables qui se produisent soit par l'addition ou polymérisation par condensation. Polymérisation par addition Une polymérisation supplémentaire se produit lorsque les monomères qui participent à la réaction ont des doubles liaisons. Cette réaction nécessite la présence d'une molécule externe qui a un électron de valence non apparié pour initier la réaction. Cet électron non apparié est hautement réactif et forme une liaison avec l'une des doubles liaisons d'un monomère, ce qui conduit le monomère à avoir un électron de valence non apparié. Cet électron de valence non apparié s'associe ensuite à un autre monomère avec des doubles liaisons conduisant à une réaction en chaîne où la molécule continue d'ajouter d'autres monomères avec des doubles liaisons. Cela entraîne la formation d'une chaîne de monomères, celui ajouté le plus récemment ayant un électron de valence non apparié. Cette réaction d'addition se poursuit jusqu'à ce que deux chaînes avec des électrons non appariés réagissent entre elles pour former une liaison. Cela élimine tous les électrons de valence non appariés, ce qui entraîne la fin de la réaction. Polymérisation par condensation La polymérisation par condensation, également connue sous le nom de polymérisation en croissance par étapes, nécessite un catalyseur, tel qu'un acide ou une enzyme, et les monomères doivent avoir au moins deux groupes fonctionnels réactifs, tels que des amines ou des acides carboxyliques. Les groupes fonctionnels sur les monomères réagissent les uns avec les autres pour former des liaisons telles que des liaisons ester ou amide et s'accompagnent de la perte d'une petite molécule, telle que l'eau. La polymérisation par condensation est une réaction plus lente que la polymérisation par addition et, dans de nombreux cas, nécessite la présence de chaleur. Ce texte est adapté de <a href=""https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/Hydrocarbons"">Openstax, Chemistry 2e, Chapitre 20.1 : Hydrocarbures</a>.

Polymères

Le mot polymère est dérivé des mots grecs « poly » qui signifie « beaucoup » et « mer » qui signifie « parties ». ...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

polymer structures and uses

Polymers are large molecules built from repeating smaller units called monomers. Their long-chain structure gives them many different properties and makes them useful in everyday materials.

Polymers can form in two main ways. In addition polymerization, monomers join together without losing any atoms. In condensation polymerization, monomers link while a small molecule is released. These two pathways help explain how many common plastics and related materials are made.

The structure of a polymer affects how it behaves. Some polymers are flexible, while others are more rigid. Some are used in packaging, clothing, and medical materials. Understanding polymer structure helps explain why these materials can have such different uses.

Polymer Structures and Uses

the periodic table and organismal elements

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Element Groups in Living Things

Living things are built from elements found on the periodic table. This page focuses on the elements that make up organisms and how they are grouped in biology. These organismal elements are usually divided into major, minor, and trace categories. Major elements make up most of the mass of living matter. Minor elements are needed in smaller amounts. Trace elements are present in very small amounts but still play important roles. The periodic table helps show where these elements fit and how...

functional groups

Functional Groups in Organic Molecules

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polymers

Polymers are large molecules built from repeating smaller units called monomers. Their long-chain structure gives them many different properties and makes them useful in everyday materials. Polymers can form in two main ways. In addition polymerization, monomers join together without losing any atoms. In condensation polymerization, monomers link while a small molecule is released. These two pathways help explain how many common plastics and related materials are made. The structure of a...

what are lipids?

Lipids in Cells: Fats and Membranes

Lipids are a group of biomolecules found in living things. They are known for their role in energy storage and in building cell membranes. This makes them important in many parts of biology. Fats are one common type of lipid. Other lipids include phospholipids and steroids. Each group has a different structure and a different job in the body. Phospholipids are especially important because they help form cell membranes. Steroids also belong to the lipid group, and they have their own distinct...

structure of lipids

Types of Lipids and Their Structure

Lipids are a major group of biological molecules, and their structure helps explain their different forms. Many lipids are built from fatty acids, which are long hydrocarbon chains with a carboxyl group. The carbon chain is hydrophobic, meaning it does not mix well with water, while the carboxyl group is the acidic end. Triglycerides are one common lipid type. They consist of a glycerol molecule joined to three fatty acid chains. Saturated triglycerides have fatty acids with only single...

chemistry of carbohydrates

Carbohydrate Structures and Types

Carbohydrates are biomolecules built from carbon, hydrogen, and oxygen. Their chemistry helps explain how simple sugars join together and how larger carbohydrate molecules form. The smallest carbohydrates are monosaccharides, or single sugar units. These can link to make disaccharides, which contain two sugar units, and polysaccharides, which are long chains of many sugar units. Carbohydrates play an important role in biology because they are part of the structures and processes found in...

nucleic acids

Nucleic Acids and Genetic Information

Nucleic acids carry genetic information in cells. They include DNA and RNA, which are made from nucleotide building blocks. These molecules store, copy, and help use the instructions needed for life. DNA is the main long-term storage molecule for genetic information. RNA helps carry and use that information in cells. Together, these nucleic acids connect the code in a cell to the proteins it can make.

intermolecular forces

Forces Between Molecules

Forces between molecules help explain why matter behaves the way it does. These intermolecular attractions act between separate molecules, not within a single molecule. They are often much weaker than the bonds that hold atoms together inside a molecule, but they still affect many properties of liquids and solids. Several common types of intermolecular forces are covered in this topic. These include dipole-dipole forces, hydrogen bonding, ion-dipole forces, and van der Waals forces. Van der...

noncovalent attractions in biomolecules

How Biomolecules Hold Their Shape

Biomolecules hold their shape through noncovalent attractions. These interactions occur within and between molecules and help control the structure and stability of complexes. They are different from covalent bonds because they do not involve sharing electrons. Four main noncovalent interactions are important in biology: hydrogen bonds, van der Waals forces, ionic bonds, and hydrophobic interactions. Hydrogen bonds form when a hydrogen atom is covalently bonded to a strongly electronegative...

pH Scale and Acid-Base Balance

pH measures how acidic or basic an aqueous solution is. It is a key way to describe the balance between acids and bases in water-based solutions. The pH scale shows this balance with low values for acidic solutions and high values for basic solutions. Neutral solutions fall in the middle of the scale. Understanding pH helps explain how different substances behave in water. It also helps compare solutions that are more acidic, more basic, or neutral.

hydrolysis of atp

ATP Hydrolysis and Energy Release

ATP hydrolysis is a key chemical reaction in cells that releases energy. ATP, or adenosine triphosphate, is the molecule cells use to store and transfer energy for many processes. During hydrolysis, water breaks the bond in ATP’s terminal phosphate group. This reaction converts ATP into ADP, or adenosine diphosphate, and inorganic phosphate. The released energy can then be used to drive cellular work. High school biology students often see ATP hydrolysis as part of energy transfer in living...

key terms and concepts

Learn how polymers are built from monomers, how addition and condensation polymerization work, and why polymer structure affects everyday materials.

Polymer Structures and Uses | JoVE K12

molecular biology

JoVE Core Biologie Moléculaire illustre les processus moléculaires au sein de la cellule grâce à des leçons vidéos claires et concises. Les applications de ces concepts sont ensuite démontrées grâce à des expériences concrètes en laboratoire.

Polymer Structures and Uses

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