Makromoleküller

1 Nisan 2015 tarihinde ayla tarafından eklendi.

Etrafımızı çevreleyen (oksijen, su, karbondioksit vs.) en basit maddelerin molekülleri milimetrenin on milyonda biri düzeyinde olduklarından mikroskopla görülemezler, sadece milimetrenin yüzde biri çok kuvvetli mikroskoplarca gözlenebilmektedir. Moleküllerin mol ağırlıkları birkaç gram kadardır. Uzun zincirli hidrokarbon molekülleri yan yana dizili olduklarında on ila yüz kat fazla uzunluklarda ve yüzlerce gram ağırlıklarında olabilirler. Organik ve mineral kökenli çok daha büyük moleküller de bilinmektedir, bunlardan çok ufak boyutlarda olanlara mikromoleküller ve çok büyük boyutlardakilere de makromoleküller adı verilir.

Makromoleküller, yüz binlerce molekülün[Birleşmesiyle oluşmuşlardır. Yapılarının bilimsel olarak tanınması ancak 1926 yıllarında gerçekleştirilmiştir, son birkaç yılda makromoleküller kimyası büyük gelişmeler kaydetmiştir. Sentez yolu ile, çeşitli değişik makromoleküllerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Plastik maddeler (makromoleküller) ile günlük yaşamımız değişerek, cam, kağıt, yapışkan, kauçuk, yün, pamuk üretimleri makromoleküllerce gerçekleştirilmiştir. Makromoleküllere inşaat sektöründe de sıkça rastlamaktayız, gemi iskeletlerinde, uçak parçalarında, sunî uydularda, araba karasorlerinde de makromoleküllere rastlanır. Makromoleküllerin kullanım alanlarının önümüzdeki yıllarda da artacağı hesaplanmaktır.

Bu dev moleküller nasıl gerçekleştirilmektedir? Politen yapısını örnek olarak alalım. Bu madde, çifte bağların açılarak etilen moleküllerinin kimyasal olarak birleşmesinden meydana gelir. Bu bir polimerizasyon reaksiyonudur. Atmosfer basıncı altında ve 60°C‘lere doğru katalizörlü bir sıvı içine karıştırılmış etilen katılaşır. Mol ağırlığı, katalizörün kütlesine ve türüne bağlı olarak 10 ila 3000 kg. arasında değişir. Bu temel işlem; 400 ila 120.000 etilen molekülünün birleşimine tekabül eder.

Plastik maddelerin özelliklerini değiştirmek amacı ile kimyacı; basit polimerizasyon yerine; farklı A ve B moleküllerinin arda arda polimerizasyonunu gerçekleştirir. A-B—A-B-A-B… şeklindeki moleküller “kopolimef” adını alır. Bu sıralama çeşitli şekillerde değiştirilebilir. A-A-B-B-A-A-B-B– ve diğer olasılıklar…

Uzayda dizilişlerine göre plastik maddelerin makromolekülleri farklandırmak mümkündür. Tren vagonlan gibi, birbiri ardına eklenmiş moleküller lineer yapıdaki makromolekülleri oluştururlar. Ayrıca bir düzlemin çeşitli yönlerine uzanmış makromoleküller (düzlem moleküller) veya uzayın çeşitli yönlerinde geliştirilmiş (üç boyutlu makromoleküller) de mevcuttur. Makro-moleküllerin çeşitli özellikleri (dayanıklılıkları, pelikül oluşumu, bükülme özelliği), bu değişik dizilişlerine bağlıdır.

Bu değişik dizilişlerin karışımlarından özellikli maddeler elde etmek mümkündür. Sadece 5 kere A, 5 kere B’nin kopolimerizasyonundan matematikçe 126 olası kombinezon yapmak mümkündür. Eğer dallanmalar varsa ve A ve B’nin değişik yönlerde dizilişleri mümkünse; zincirin ters olarak yazılabilmesi mümkünse elde edilebilecek bileşik sayısı ihtimali hızla artar.

Plastik madde endüstrisi binlerce makromolekül ürün ile, dayanıklı maddeler, film yapraklan, ipler, hücresel yosunlar, yapışkanlar, boyalar, vernik vs. imal edebilmektedir.

Kimyacıların özellikle 1945’lerden beri üretebildikleri makromoleküller, milyonlarca yıldan beri tabiat tarafından daha mükemmel olarak üretilmektedir.

Tabii makromoleküler bir ürün olan kauçuk lateksini (özsuyunu) inceleyelim; bu isoprenin basit bir polimeridir (iki etilenik bağ içeren 5 karbonlu hidrokarbon). İzopren molekülleri etilenik bağlarından birinin açılması ile birbirlerine eklenirler. Ancak kauçuk eldesi için; bu birleşme izopren molekülün belirli bir durumunda gerçekleşmelidir, aksi takdirde elde edilen molekül zinciri elastik özellik göstermez; gutta perta elde edilmiş olur. Bu nedenle sentetik kauçuğun ilk üretim denemeleri başarısızlıkla sonuçlanmıştır, zaman zaman bir izopren molekülü, tren vagonlarından birinin tekerlekleri havada olacak şekilde dizilişi gibi; ters olarak eklenmiştir. Sonuç olarak kimyacılar kauçuk benzerlerinin imalinde (buna,., vs.) daha başarılı olmaktadırlar.

Diğer birçok tabii üründe (ağaç selülozu, süt kazeini vs) makromolekül yapıdadır.En garip ve en karmaşık makromoleküllere canlı varlıklarda rastlanır. İlk olarak basit bir örnek ele alalım. Proteinler (veya albümonoid maddeler). Bunlar basit amino asitlerden oluşmuş makromoleküllerdir. Bu tür maddelerin moleküllerinin bir ucu asidik, diğer ucu baziktir, bu şekilde moleküller birbirlerine asit-baz reaksiyonları ile bağlanırlar.Tabii bir proteinin en iyi tanımlanması; yapısındaki amino asitlerinin sayısı ve zincir üzerindeki yerleşim düzenleridir.

Karaciğer insulini de 51 amino asitten oluşmuştur, bunlardan bazılan birçok kereler tekrarlanır (en sık tekrarlanan glutamik asit 7 kez tekrarlanmıştır). Bu moleküllerin zinciri belirli bir düzende gerçekleşmiştir ve bu makromolekülün mol ağırlığı 5734 grama tekabül eder.

Daha karmaşık bağlanmalar ribonükleik ve deoksiribonükleik asitlerde ortaya çıkar. Deoksiribonükleik asitler kromozomlarda hücre çekirdeklerinde bulunur ve soyaçekim karakterleri temsil eder. Mol ağırlıkları 6 ila 12 ton arasındadır. Bu miktar, fosforik asit, bir şeker (5 karbonlu deoksirüboz) ve halkasal yapıdaki azotlu bazlar (adenin, guanin, sitozin, timin) arasındaki kopolimerizasyon derecesine bağlıdır. Bütün bu maddeler, birbirlerine çubuklarla bağlı iki paralel zincirde birleşirler.

Bu tür düzenlemeleri anlamak ve geliştirmek için kimyacıların önemli analiz çalışmaları ye araştırmalar yapmaları gerekmektedir. Bu tür tabii makromoleküllerin birleşme çeşitleri henüz insanoğlu tarafından gerçekleştirilememektedir.

Etiketler:

Henüz yorum yapılmamış.

Şu Sayfamız Çok Beğenildi