고분자란 무엇입니까?

거대분자가 무엇인지, 그 기능과 구조 유형을 설명합니다. 또한 천연 및 합성 고분자.


거대분자는 수십만 개의 원자로 구성될 수 있습니다.

고분자란 무엇입니까?

거대분자 는 거대한 크기의 분자입니다 . 즉, 수천 또는 수십만 개의 원자로 구성됩니다 . 그것들은 본질적으로 살아있는 유기체에서 일어나는 과정의 결과인 생물학적일 수도 있고, 화학 또는 생물학적 실험실 에서 인간이 생산한 합성일 수도 있습니다 .

거대분자라는 용어는 1920년 노벨 화학상 수상자 헤르만 슈타 우딩거 ( Hermann Staudinger)에 의해 만들어졌습니다 . 당시 거대분자는 원자질량으로 10,000 달톤이 넘는 분자 로 불렸지만, 그보다 훨씬 더 무거울 수도 있었습니다.

전체 구조를 구성하는 반복되는 더 작은 분자 단위(단량체라고 함)로 구성된 거대분자를 중합체 라고 합니다 . 폴리머는 천연 또는 합성일 수도 있습니다 . 예를 들어 단백질 , 핵산 , 탄수화물은 천연 폴리머인 반면 플라스틱 과 합성 섬유는 합성 폴리머입니다.

고분자와 고분자의 차이점을 이해하는 것이 중요합니다. 둘 다 크기가 크지만 완전히 동일하지는 않기 때문입니다. 크기 는 크지만 반복되는 분자 단위(단량체)로 구성되지 않기 때문에 중합체가 아닌 거대분자가 있습니다 . 예를 들어, 지방 과 거대고리는 거대분자이지만 중합체는 아닙니다. 반면, 크기가 거대분자만큼 크지 않은 중간 크기의 고분자도 있습니다.

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거대분자의 기능

거대분자는 우리가 말하는 기능에 따라 매우 다양한 기능을 가질 수 있습니다 . 예를 들어, 포도당 거대분자는 살아있는 유기체 의 에너지원입니다 .

매우 다른 예는 기본적으로 단백질을 합성하거나 세포 복제 중에 사용되는 세포 기억 장치인 DNA 거대분자입니다 .

반면, 단백질은 구조적 기능과 수송 기능을 수행하며 촉매 역할도 할 수 있습니다.

폴리에틸렌 및 나일론 중합체와 같은 합성 고분자는 화학 산업 에서 플라스틱을 제조하거나 절연체로 널리 사용됩니다.

거대분자의 구조


DNA는 선형 거대분자이다.
일반적으로 거대분자는 공유결합 , 수소결합, 반데르발스 힘 또는 소수성 상호작용에 의해 연결된 더 작은 분자 단위로 구성됩니다 . 모든 경우에 그들은 고정된 순서로 배열된 수천 개의 원자를 포함하는 큰 분자 구조를 구성하며 매우 높은 분자량의 화합물을 생성합니다.

또한 구조에 따라 거대분자는 다음과 같을 수 있습니다.

  • 선의. 머리와 꼬리로 서로 연결된 어떤 순서의 단량체를 반복하는 긴 사슬을 형성할 때.
  • 분기됨. 각 단량체가 다른 사슬과 결합하여 주 사슬에서 특정 거리에 다양한 크기의 가지(예: 나무)를 형성할 수 있습니다.

반면, 고분자는 그 구성에 따라 다음과 같이 분류될 수 있습니다.

  • 동종중합체. 이는 분자 구조 전반에 걸쳐 반복되는 단일 유형의 단량체로 구성됩니다.
  • 공중 합체. 이들은 하나 이상의 유형의 단량체로 구성됩니다.

고분자의 중요성

거대분자는 엄청난 부피 와 분자량을 갖는다는 점에서 나머지 천연 및 합성 분자와 구별됩니다 . 결과적으로 그 특성은 다른 분자의 특성보다 더 복잡하고 유용합니다 . 예를 들어, 인공 폴리머를 사용하면 예상치 못한 응용이 가능한 새로운 소재를 만들 수 있습니다.

반면, 특정 생물학적 거대분자는 다른 과정을 위한 물질 및/또는 에너지 공급원으로서 또는 인체 내 당을 조절하는 호르몬인 인슐린에서 발생하는 것처럼 생화학적 작용 메커니즘으로서 복잡한 작업을 수행합니다. 51개의 아미노산으로 구성되어 있습니다.

천연 고분자


포도당은 에너지원 역할을 하는 천연 거대분자입니다.
천연 거대분자는 일반적 으로 중요한 기능을 수행하는 매우 특정한 화합물 입니다. 어떤 경우에는 대사 투입물 (예: 탄수화물)로 기능하고 다른 경우에는 구조 분자(예: 지질 )로 기능합니다.

그들은 또한 세포 복제 또는 유사 분열 에 참여 하는 DNA 및 RNA 와 같은 매우 복잡한 과정의 기본 행위자입니다 . 천연 거대분자의 몇 가지 간단한 예로는 목재에 존재하는 전분, 셀룰로오스 , 글리코겐, 과당, 포도당 또는 리그닌이 있습니다.

합성 고분자

합성 분자는 이름에서 알 수 있듯이 단량체의 결합이 제어, 강화 또는 가속화되는 다양한 화학적 과정을 통해 인간 이 인공적으로 합성한 분자입니다 .

이는 대부분의 플라스틱( 폴리에틸렌 , PCV), 합성 섬유(폴리에스테르, 나일론 ) 또는 첨단 재료 ( 예: 탄소 나노튜브)와 같은 중요한 유기 고분자 재료를 얻는 석유화학 및 석유 파생 산업에서 특히 중요합니다.

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