Name: polymer chains and how they form
Uploaded: 2020-09-24T15:06:53.000Z
Duration: 2 min 34 s
Channel: JoVE

Polimer, kovalent bağlarla bir arada tutulan, monomer adı verilen küçük moleküllerden oluşan bir zincirdir. Organizmalar biyolojik polimerleri sentezleyebilir veya bilim adamları laboratuvarda polimerleri sentezleyebilir. Doğal polimerler, tüm canlı organizmalarda bulunan genetik materyal olan DNA ve yaşamın yapı taşları olan proteinler, polisakkaritler ve lipitleri içerir.Plastikler en yaygın sentetik polimerlerden bazılarıdır ve naylon, polietilen ve teflon içerir. Daha büyük bir molekül oluşturmak için birbirine bağlanan monomerlerin süreci polimerizasyon olarak bilinir. Monomerler, iki farklı reaksiyon mekanizması, yoğunlaşma ve ekleme ile polimerize olur.Yoğuşma polimerizasyonu, sırasıyla bir reaktif hidrojen atomu ve hidroksil grubuna sahip iki monomerin, bir yan ürün olarak suyun salınmasıyla birbirine bağlandığı zamandır. Doğal polimerlerin çoğu, yoğunlaşma reaksiyonları yoluyla oluşur. Polimerizasyona ek olarak, karbon-karbon çift bağlı monomerler, atomların salımı yoluyla herhangi bir yan ürün oluşmadan bir polimer oluşturmak için birbirine eklenir.Aynı tip monomerlerden oluşan polimerler homopolimerler olarak bilinir ve farklı tipte monomerlerden yapılanlar heteropolimerler olarak bilinir. En bol miktarda bulunan doğal polimer olan selüloz, bir glikoz homopolimeridir, öte yandan deniz kökenli bir polimer olan agaroz, galaktoz ve 3, 6-anhidro-L-galaktopiranozun bir heteropolimeridir. Polimerler, monomer türlerine bağlı olarak çeşitli yapılara sahiptir.Doğrusal polimerler uzun monomer zincirleridir. Örneğin selüloz, beta 1, 4-glikosidik bağlarla bir arada tutulan doğrusal bir polimerdir. Dallı polimerler, alfa 1, 6-glikosidik bağlar yoluyla 24 ila 30 monomerden sonra dallanan bir nişasta bileşeni olan amilopektin gibi ana zincirden ayrılan zincirlere sahiptir.Çapraz bağlı polimerler, sentetik olarak oluşturulmuş bir silikon merdiven polimeri gibi bir merdiven gibi birkaç noktada bir arada tutulan iki veya daha fazla zincire sahiptir veya jöleler ve reçellerde pektinlerin oluşturduğu jel gibi, birbirine bağlı zincirlerden oluşan karmaşık bir ağ oluşturur.

polimerler

Polimer kelimesi, 'çok' anlamına gelen Yunanca 'poli' ve 'parçalar' anlamına gelen "mer" kelimelerinden türetilmiştir. Polimerler, monomerler olarak bilinen daha küçük moleküllerin yinelenen birimlerinden oluşan uzun molekül zincirleridir. Ya DNA ve proteinler gibi doğal olarak oluşurlar ya da plastikler gibi sentetik olarak inşa edilebilirler. Sergiledikleri özelliklere katkıda bulunan doğrusal zincirler, dallı zincirler veya karmaşık ağlar gibi çeşitli yapısal özelliklere sahiptirler. Ek olarak, bir polimer üzerinde bulunabilecek fonksiyonel gruplar özelliklerini daha da tanımlar. Bir polimerin tek tek birimleri, ekleme veya yoğunlaşma polimerizasyonu yoluyla meydana gelen kararlı kovalent bağlarla bir arada tutulur.
 
 Ek Polimerizasyon
 
 Reaksiyona katılan monomerler çift bağlara sahip olduğunda ek polimerizasyon meydana gelir. Bu reaksiyon, reaksiyonu başlatmak için eşlenmemiş bir değerlik elektronuna sahip harici bir molekülün varlığını gerektirir. Bu eşleştirilmemiş elektron oldukça reaktiftir ve bir monomerdeki çift bağlardan biriyle bir bağ oluşturur, bu da monomerin eşleştirilmemiş bir değerlik elektronuna sahip olmasına yol açar. Bu eşlenmemiş değerlik elektronu daha sonra çift bağlara sahip başka bir monomerle ilişkilendirilir ve molekülün çift bağlara sahip diğer monomerleri eklemeye devam ettiği bir zincir reaksiyonuna yol açar. Bu, monomerler zincirinin oluşumuyla sonuçlanır ve en son eklenen, eşleşmemiş bir valans elektronuna sahiptir. Bu ekleme reaksiyon, eşleşmemiş elektronlara sahip iki zincir bir bağ oluşturmak için birbirleriyle reaksiyona gelene kadar devam eder. Bu, eşleşmeyen değer elektronlarını ortadan kaldırır ve reaksiyonun sonlandırılmasına neden olur.
 
 Kondenzasyon Polimerizasyonu
 
 Aşamalı büyüme polimerizasyonu olarak da bilinen kondenzasyon polimerizasyonu, asit veya enzim gibi bir katalizör gerektirir ve monomerler, aminler veya karboksilik asitler gibi en az iki reaktif fonksiyonel gruba sahip olmalıdır. Fonksiyonel monomer grupları, ester veya amid bağlantıları gibi bağlantılar oluşturmak üzere birbirleriyle reaksiyona girer ve buna su gibi küçük bir molekülün kaybı eşlik eder. Kondenzasyon polimerizasyonu, ilave polimerizasyona kıyasla daha yavaş bir reaksiyondur ve çoğu durumda ısı varlığını gerektirir.
 
 Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/Hydrocarbons">Openstax, Chemistry 2e, Chapter 20.1: Hydrocarbons</a>.

Polimerler

Polimer kelimesi, Yunanca "çok" anlamına gelen "poly" ve "parçalar" anlamına gelen "mer" kelimelerinden türetilmiştir. ...

Education

JoVE Core

Chemistry

Kimya

Biochemistry

Biyokimya

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

Polymers

polymer chains and how they form

Polymers are long chains of molecules made from repeating units called monomers. The word polymer comes from the Greek words &quot;poly,&quot; meaning many, and &quot;mer,&quot; meaning parts. Polymers can be found in nature, such as DNA and proteins, or made synthetically, such as plastics.

A polymer’s shape helps define its properties. Some polymers form linear chains, while others are branched or arranged in complex networks. Functional groups on a polymer also affect how it behaves. The repeating units in a polymer are held together by stable covalent bonds.

Polymers can form through addition polymerization or condensation polymerization. Addition polymerization happens when monomers with double bonds react in the presence of an external molecule with an unpaired valence electron. That unpaired electron starts a chain reaction as monomers keep joining one after another. The reaction ends when two chains with unpaired electrons bond together and no unpaired electrons remain.

Condensation polymerization is also called step-growth polymerization. It needs a catalyst, such as an acid or an enzyme, and monomers must have at least two reactive functional groups, such as amines or carboxylic acids. These groups react to make linkages like esters or amides, and a small molecule such as water is lost. This process is slower than addition polymerization and often requires heat.

Polymer Chains and How They Form

functional groups

Functional Groups in Organic Chemistry

Functional groups in organic chemistry are groups of atoms that give molecules specific properties. When these groups attach to a carbon skeleton, they can change how the molecule behaves. Some functional groups make a molecule hydrophilic, or water-attracting. Others make it hydrophobic, or water-repelling. Functional groups are a key part of organic chemistry and are also found in major biological molecules. They appear in carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids. Each functional...

structure of lipids

Lipids, Fats, and Cell Membranes

Lipids are nonpolar molecules that do not mix well with water. They are hydrophobic, which means “water fearing,” because they contain mostly nonpolar carbon-carbon and carbon-hydrogen bonds. In cells, lipids store long-term energy as fats, help insulate plants and animals, and form protective water-repellent layers on feathers and fur. They are also part of cell membranes and serve as building blocks for many hormones. Common lipids include fats, oils, waxes, phospholipids, and steroids. A...

chemistry of the cell

Cell Chemistry: Water and Macromolecules

Cell chemistry includes water, organic molecules, and inorganic ions. These materials shape how cells store energy, build structures, and carry out life processes. Most cellular chemistry and metabolism happen in the watery cytoplasm. Water is a key part of the cell because it has special properties tied to its polarity. In a water molecule, hydrogen and oxygen form polar covalent bonds, so the molecule has no net charge but does have a slightly positive end and a slightly negative end. Oxygen...

dna base pairing

Chargaff’s Rules and DNA Pairing

Chargaff’s rules and DNA base pairing explain how DNA strands match up. In double-stranded DNA, adenine (A) pairs with thymine (T), and guanine (G) pairs with cytosine (C). Chargaff also found that A equals T, G equals C, and the total amount of purines (A and G) equals the total amount of pyrimidines (C and T). Watson and Crick later showed why these matches matter. A forms two hydrogen bonds with T, while G forms three hydrogen bonds with C. These pairings keep the DNA double helix a...

chemistry of carbohydrates

Carbohydrates as Energy and Storage Molecules

Carbohydrates are important energy sources in human and animal diets. Grains, fruits, and vegetables are natural sources of carbohydrates. They help provide energy to the body, especially through glucose, a simple sugar found in starch and many staple foods. Carbohydrates are identified by the stoichiometric formula (CH2O)n, where n is the number of carbons in the molecule. This means the ratio of carbon to hydrogen to oxygen is usually 1:2:1. The name carbohydrate comes from this pattern,...

protein and protein structure

How Protein Shape Controls Function

Proteins are a major class of organic molecules in living systems, and their shape helps determine what they do. They can act as structural, regulatory, contractile, or protective molecules. They also take part in transport, storage, membranes, toxins, and enzymes. All proteins are polymers of amino acids arranged in a linear sequence. A protein’s function depends on its three-dimensional form. For example, an enzyme works when its active site can bind a specific substrate. If local changes or...

amino acids

Amino Acids and Protein Building

Amino acids are the building blocks of proteins. Each amino acid has the same basic structure. A central carbon atom, called the alpha carbon, is bonded to an amino group, a carboxyl group, and a hydrogen atom. Each amino acid also has an R group, or side chain, attached to the central carbon. The R group is different for every amino acid. It helps determine whether an amino acid is acidic, basic, polar, or nonpolar. Scientists call these molecules amino acids because they contain both amino...

peptide bonds

Peptide Bond Formation and Shape

Peptide bonds join amino acids into peptides and polypeptides. They form when the carboxyl group of one amino acid reacts with the amino group of another. This dehydration reaction releases a water molecule and creates a covalent link. As more amino acids are added, the chain becomes a polypeptide. Each polypeptide has a free amino group at one end. This end is the N-terminal, or amino-terminal. The other end has a free carboxyl group. This end is the C-terminal, or carboxyl-terminal. The...

nucleic acids

DNA and RNA: Genetic Instructions

DNA and RNA are the nucleic acids that store genetic information and help direct cell activity. These macromolecules carry the cell’s genetic blueprint and the instructions it uses to function. DNA is the genetic material in all living organisms, from single-celled bacteria to multicellular mammals. In eukaryotic cells, DNA is found in the nucleus and also in organelles such as chloroplasts and mitochondria. In prokaryotes, DNA is not enclosed in a membrane. The full genetic content of a cell...

dna replication

DNA Copying: Leading and Lagging Strands

DNA replication copies genetic material before a cell divides. Each original DNA strand serves as a template for a new complementary strand. The result is semiconservative replication, which means each new DNA molecule contains one old strand and one new strand. The two daughter cells then receive DNA with the same sequence. Replication starts when helicase separates the two strands of the double helix. This creates a Y-shaped replication fork. Primase then adds short RNA primers that give DNA...

from dna to protein

The Genetic Code and Codons

The genetic code and codons explain how cells turn DNA information into proteins. Genes first direct the sequence of mRNA, and mRNA then directs the sequence of amino acids that make up proteins. Specific proteins and RNAs carry out this decoding. Cells copy DNA into mRNA so the original DNA stays protected while the cell uses the message for protein synthesis. Copying DNA to RNA is relatively simple. One nucleotide is added to the mRNA strand for every nucleotide read on the DNA strand.

polymers

Polymers are long chains of molecules made from repeating units called monomers. The word polymer comes from the Greek words "poly," meaning many, and "mer," meaning parts. Polymers can be found in nature, such as DNA and proteins, or made synthetically, such as plastics. A polymer’s shape helps define its properties. Some polymers form linear chains, while others are branched or arranged in complex networks. Functional groups on a polymer also affect how it behaves. The repeating units in a...

key terms and concepts

Learn how polymers are built from monomers and how addition and condensation polymerization create natural and synthetic materials like DNA, proteins, and plastics.

Polymer Chains and How They Form | JoVE K12

chemistry

JoVE Core Kimya, özlü ve kolay anlaşılır animasyon video derslerini kullanarak genel kimya kavramlarına hayat veriyor. Ek olarak, bilim insanı uygulama videolarımız ile klasik ve orijinal araştırma deneylerini dünya çapında günümüz laboratuvarlarında görselleştiriyoruz.

Polymer Chains and How They Form

Description

Transcript

Tags