高分子とは何か、その機能、構造の種類について説明します。さらに、天然および合成高分子。
高分子は、数十万の原子で構成されている可能性があります。高分子とは何ですか？
高分子は巨大なサイズの分子です。つまり、高分子は数千または数十万の分子で構成されています。 原子。それらは本質的に生物学的である可能性があり、生物で発生するプロセスの結果であるか、または合成によって生成されます 人間 化学または生物学の実験室で。
高分子という用語は、1920年にノーベル賞受賞者のヘルマンシュタウディンガーによって造られました。 化学。当時、彼は高分子を次のように呼んでいました 分子 それらは10,000ダルトン以上の原子質量の重さでしたが、はるかに重くすることもできます。
小さな分子（モノマーと呼ばれる）の単位で構成され、構造全体を構成することを繰り返す高分子は、 ポリマー。ポリマーはまた、例えば、天然または合成であり得る。 タンパク質、 核酸 炭水化物は天然高分子ですが、炭水化物は プラスチック 合成繊維は合成ポリマーです。
高分子とポリマーの違いを理解することは重要です。どちらも大きいのですが、まったく同じではないからです。高分子ではない高分子もありますが、それでも大きいのですが、繰り返しの分子単位（モノマー）で構成されていないためです。例えば、 脂肪 大環状化合物は高分子ですが、ポリマーではありません。一方、中程度のポリマーもあります。つまり、それらのサイズは高分子のサイズほど大きくありません。
高分子の機能
高分子は、私たちが話しているものに応じて、非常に異なる機能を持つことができます。たとえば、グルコース高分子は 生物.
非常に異なる例は、DNA高分子です。これは、基本的に、タンパク質の合成または細胞の複製に使用される細胞記憶装置です。
一方、タンパク質は構造と輸送の機能を果たし、触媒としても機能します。
ポリエチレンやナイロンポリマーなどの合成高分子は、 化学工業 プラスチックを作るために、または絶縁体として。
高分子の構造
高分子は、一般的に、によってリンクされているより小さな分子単位で構成されています 共有結合、水素結合によって、によって ファンデルワールス力 または疎水性相互作用によって。すべての場合において、それらは固定された配列に配置された数千の原子を含む大きな分子構造を構成し、非常に高分子量の化合物をもたらします。
さらに、その構造に応じて、高分子は次のようになります。
- 線形それらがモノマーのいくつかの順序を繰り返す長い鎖を形成するとき、頭と尾によって一緒に結合されます。
- 分岐しました。各モノマーが他の鎖に結合できる場合、主鎖から特定の距離に異なるサイズの枝（木のような）を形成します。
一方、高分子は、その組成に応じて次のように分類できます。
- ホモポリマー。それらは、分子構造全体で繰り返される単一のタイプのモノマーで構成されています。
- 共重合体。それらは複数のタイプのモノマーで構成されています。
高分子の重要性
高分子は、巨大な分子を持っているという点で、他の天然および合成分子とは区別されます 音量 と分子量。結果として、その特性は他の分子の特性よりも複雑で有用です。たとえば、人工ポリマーを使用すると、予期しない用途で新しい材料を作成できます。
一方、特定の生体高分子は、材料および/またはのいずれかの貢献者として、複雑なタスクを実行します エネルギー 他のプロセスのために、または作用機序として 生化学、人体の糖調節ホルモンであるインスリンと同様に、51個のアミノ酸で構成されています。
天然高分子
天然高分子は通常 化合物 重要な機能を果たす非常に具体的です。ある場合には、それらは代謝入力（炭水化物など）として機能し、他の場合には、それらは構造分子（炭水化物など）です。 脂質).
彼らはまた、次のような非常に複雑なプロセスの主要なプレーヤーでもあります。 DNA そしてその RNA、細胞複製に関与または 有糸分裂。天然高分子のいくつかの簡単な例はでんぷんです。 セルロース、木材に存在するグリコーゲン、フルクトース、グルコースまたはリグニン。
合成高分子
合成分子は、その名前が示すように、人工的に合成されたものです。 人間 モノマーの結合が制御、強化、または加速されるさまざまな化学プロセスを通じて。
それらは、石油化学産業およびその派生物において特に重要です。 石油、そこから重要なものを取得します 有機材料 ほとんどのプラスチックのような高分子タイプ（ポリエチレン、PCV）、合成繊維（ポリエステル、 ナイロン）または先端材料 テクノロジー （カーボンナノチューブのように）。