Чтобы понять, что такое мономер, представьте себе набор бусин, сделанных для очень маленького ребенка и предназначенных для соединения друг с другом. Каждая отдельная бусина представляет собой предмет сам по себе, но она также может плотно сцепляться с другой бусиной, образуя что-то совершенно другое.
Термин мономер происходит от греческих слов моно, что означает «один», и мерос, что означает «часть». Соедините их вместе, чтобы сформировать «одну часть», и они описывают мономер: любую молекулу, которая соединяется с другими мономерами, образуя более крупную молекулу. Одним из распространенных природных мономеров является, например, глюкоза, которая обычно связывается с другими молекулами, образуя крахмал и гликоген.
Так же, как и переплетенные шарики, мономеры должны правильно соединяться. Это происходит в результате химического процесса, называемого полимеризацией, когда две отдельные молекулы связываются вместе, используя общие пары электронов, образуя ковалентные связи. Два мономера, соединяющиеся вместе, могут быть одного типа или могут быть разными.
Результат этого соединения называется полимером, представляющим собой структуру, состоящую из множества повторяющихся мономерных звеньев, образующих длинную цепь. Способность связываться по крайней мере с двумя другими молекулами мономера является характеристикой мономеров, называемой полифункциональностью. Количество молекул, с которыми может связать мономер, определяется количеством активных участков на молекуле, где могут образовываться ковалентные связи - например, у вас только две руки, поэтому максимальное количество других людей, с которыми вы можете держаться за руки в любой момент времени два.
Количество этих связей определяет результирующий тип структуры. Если мономер может связываться только с двумя другими молекулами, полученный полимер имеет цепочечную структуру. Если он может связываться с тремя или более молекулами, могут образовываться трехмерные сшитые структуры.
Большинство мономеров являются органическими. Аминокислоты, например, являются природными мономерами, которые могут полимеризоваться с образованием белков. Нуклеотиды, находящиеся в ядре клетки, полимеризуются с образованием ДНК и РНК. С другой стороны, некоторые мономеры являются синтетическими; распространенным искусственным мономером является винилхлорид. В результате полимеризации мономеры винилхлорида объединяются с образованием полимера поливинилхлорида (ПВХ) - одного из старейших синтетических материалов и широко используемой формы пластика. В строительных материалах, бутылках, игрушках и даже модных товарах используется тот или иной вид ПВХ.
В следующий раз, когда вы потянетесь за пластиковой бутылкой с водой, подумайте об этой одинокой детской бусине, которая только и ждет, чтобы ее надели на нитку. Чтобы сформировать бутылку, которую вы держите, мономеры соединились вместе, в результате чего получился пластиковый полимер.