макромолекулы

Химия

2022

Мы объясняем, что такое макромолекулы, их функции и типы строения. Кроме того, природные и синтетические макромолекулы.

Макромолекула может состоять из сотен тысяч атомов.

Что такое макромолекулы?

Макромолекулы - это молекулы огромных размеров, то есть они состоят из тысяч или сотен тысяч атомы. Они могут быть биологическими по своей природе, являясь результатом процессов, происходящих в живых организмах, или синтетическими, создаваемыми человек в химических или биологических лабораториях.

Термин «макромолекулы» был введен в употребление в 1920 году Нобелевским лауреатом в области медицины Германом Штаудингером. Химия. Тогда он называл макромолекулы как молекулы они весили более 10 000 дальтон атомной массы, хотя могут весить гораздо больше.

Макромолекулы, состоящие из единиц более мелких молекул (называемых мономерами), которые повторяются, составляя всю свою структуру, называются полимеры. Полимеры также могут быть натуральными или синтетическими, например, белок, то нуклеиновых кислот и углеводы - это натуральные полимеры, а углеводы пластмассы синтетические волокна - это синтетические полимеры.

Важно понимать разницу между макромолекулой и полимером, потому что, хотя они оба большие, они не совсем одинаковы. Есть макромолекулы, которые не являются полимерами, потому что они не состоят из повторяющейся молекулярной единицы (мономера), хотя они все еще большие. Например, жиры и макроциклы - это макромолекулы, но они не полимеры. С другой стороны, есть некоторые средние полимеры, то есть их размер не такой большой, как у макромолекулы.

Функции макромолекул

Макромолекулы могут иметь самые разные функции, в зависимости от того, о какой из них идет речь. Например, макромолекулы глюкозы являются источником энергии для живые организмы.

Совершенно другой пример - макромолекула ДНК, которая, по сути, представляет собой устройство клеточной памяти, используемое для синтеза белков или репликации клеток.

С другой стороны, белки выполняют структурные и транспортные функции, а также могут действовать как катализаторы.

Синтетические макромолекулы, такие как полимеры полиэтилена и нейлона, широко используются в химическая индустрия для изготовления пластмасс или в качестве изоляторов.

Структура макромолекул

ДНК - это линейная макромолекула.

Макромолекулы, как правило, состоят из более мелких молекулярных единиц, которые связаны между собой ковалентные связи, водородными связями, Силы Ван-дер-Ваальса или за счет гидрофобных взаимодействий. Во всех случаях они составляют большие молекулярные структуры, которые содержат тысячи атомов, расположенных в фиксированной последовательности, что приводит к соединениям с очень высокой молекулярной массой.

Кроме того, в зависимости от своего строения макромолекулы могут быть:

  • Линейный Когда они образуют длинные цепи, которые повторяют некоторый порядок мономеров, соединенных вместе головой и хвостом.
  • Разветвленный. Когда каждый мономер может присоединяться к другим цепям, образуя ветви (например, деревья) разных размеров на определенном расстоянии от основной цепи.

С другой стороны, макромолекулы можно классифицировать по составу на:

  • Гомополимеры. Они состоят из одного типа мономера, который повторяется во всей своей молекулярной структуре.
  • Сополимеры. Они состоят из мономеров более чем одного типа.

Важность макромолекул

Макромолекулы отличаются от других природных и синтетических молекул тем, что они обладают огромной массой. объем и молекулярный вес. Как следствие, его свойства более сложные и полезные, чем у других молекул. Например, искусственные полимеры позволяют создавать новые материалы с непредвиденными сферами применения.

С другой стороны, определенные биологические макромолекулы выполняют сложные задачи либо в качестве вкладчика материала, либо Энергия для других процессов или как механизмы действия биохимия, как и в случае с инсулином, гормоном, регулирующим уровень сахара в организме человека, состоит из 51 аминокислоты.

Природные макромолекулы

Глюкоза - это природная макромолекула, которая служит источником энергии.

Природные макромолекулы обычно соединения очень специфические, выполняющие жизненно важные функции. В некоторых случаях они функционируют как входящие метаболические вещества (например, углеводы), а в других - это структурные молекулы (например, углеводы). липиды).

Они также являются ключевыми игроками в чрезвычайно сложных процессах, таких как ДНК и РНК, участвующие в репликации клеток или митоз. Некоторые простые примеры природных макромолекул - крахмал, целлюлоза, гликоген, фруктоза, глюкоза или лигнин, присутствующие в древесине.

Синтетические макромолекулы

Синтетические молекулы, как следует из их названия, искусственно синтезированы человек посредством различных химических процессов, в которых связывание мономеров регулируется, усиливается или ускоряется.

Они особенно важны в нефтехимической промышленности и в производных Нефть, откуда получаем важные органические материалы полимерный тип, как и большинство пластиков (полиэтилен, ПВХ), синтетические волокна (полиэстер, нейлон) или дополнительные материалы технологии (как углеродные нанотрубки).

!-- GDPR -->