So sánh các đại phân tử hữu cơ

Đại phân tử là loại phân tử rất lớn thường được tạo ra bởi phản ứng trùng hợp của các đơn vị nhỏ hơn (monomer). Các đại phân tử điển hình thường chứa hàng nghìn đến hàng chục nghìn nguyên tử. Đại phân tử hay gặp trong hóa sinh đó là polyme sinh học (biopolymer) (axit nucleic, protein, cacbohydrat và polyphenol) và các phân tử phi polyme lớn (như là lipid và macrocycle).[1] Các đại phân tử tổng hợp thường thấy bao gồm chất dẻo và sợi tổng hợp cũng như các vật liệu trong phòng thí nghiệm như ống nano cacbon.[2][3]

So sánh các đại phân tử hữu cơ

Cấu trúc hóa học của một đại phân tử polypeptide.

Định nghĩa của IUPAC

Đại phân tử
Phân tử lớn

Một phân tử có phân tử lượng tương đối lớn, với cấu trúc chủ yếu chứa
các tiểu phân lặp lại, mà thực chất hoặc theo khái niệm, từ
các phân tử có phân tử lượng tương đối thấp.

Chú thích

1. Trong nhiều trường hợp, đặc biệt với các polyme tổng hợp, một phân tử có thể xem là
có phân tử lượng tương đối lớn nếu khi thêm vào hoặc bớt đi một hoặc
một vài tiểu phân không làm ảnh hưởng đến các tính chất của phân tử đó. Phát biểu này
không đúng đối với một số đại phân tử vì tính chất của chúng
phụ thuộc hoàn toàn vào từng cấu trúc chi tiết.

2. Nếu một phần hoặc toàn bộ phân tử tuân theo định nghĩa này, nó có thể được miêu tả
hoặc là đại phân tử hoặc polyme.[4]

Thuật ngữ macromolecule (macro- + molecule) được nhà hóa học Hermann Staudinger đoạt giải Nobel nêu ra đầu tiên trong thập niên 1920, mặc dù bài báo khoa học đầu tiên của ông liên quan tới lĩnh vực này chỉ đề cập tới hợp chất cao phân tử (có nhiều hơn 1.000 nguyên tử).[5] Ở thời điểm đó thuật ngữ polymer, được Berzelius giới thiệu năm 1833, có ý nghĩa khác với cách sử dụng ngày nay: nó chỉ đơn giản là một dạng khác của đồng phân ví dụ như benzene và acetylene và không xem xét nhiều về kích cỡ.[6]

Có sự khác nhau trong việc sử dụng thuật ngữ phân tử lớn giữa các ngành khoa học. Ví dụ, ngành sinh học coi đại phân tử là bốn loại phân tử lớn (protein, lipid, cacbohydrat và axit nucleic) cấu tạo nên sinh vật, còn trong hóa học, thuật ngữ có thể nhắc tới phức hợp của hai hoặc nhiều phân từ liên kết với nhau bởi lực liên phân tử hơn là liên kết cộng hóa trị mà chưa thực sự bị tách ra.[7]

Theo định nghĩa chuẩn của IUPAC, thuật ngữ đại phân tử được sử dụng trong khoa học polyme là nhắc tới một phân tử đơn lẻ. Ví dụ, một phân tử polyme được miêu tả là "đại phân tử" hoặc "phân tử polyme" hơn là một "polyme", mà gợi ý đó là hợp chất của đại phân tử.[8]

Với kích thước lớn cho nên đại phân tử thường không phù hợp khi chỉ miêu tả bằng các thuật ngữ của hóa học lượng pháp (stoichiometry). Cấu trúc của các đại phân tử đơn giản, như polyme đồng nhất (homopolymer), có thể coi như là từng tiểu đơn vị monome và có khối lượng bằng tổng khối lượng phân tử của monome. Mặt khác, các đại phân tử sinh học phức tạp, đòi hỏi phải miêu tả cấu trúc từ nhiều góc độ như cấu trúc thứ bậc dùng để miêu tả protein. Trong tiếng Anh-Anh, từ "macromolecule" thường được gọi là "high polymer".

Tạp chí Biomacromolecules chuyên đăng tải các kết quả nghiên cứu về những loại đại phân tử khác nhau.

  1. ^ Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry (ấn bản 5). San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4955-6.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  2. ^ Life cycle of a plastic product Lưu trữ 2011-04-09 tại Wayback Machine. Americanchemistry.com. Truy cập 2011-07-01.
  3. ^ Gullapalli, S.; Wong, M.S. (2011). “Nanotechnology: A Guide to Nano-Objects” (PDF). Chemical Engineering Progress. 107 (5): 28–32. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 13 tháng 8 năm 2012. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2015.
  4. ^ “Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)” (PDF). Pure and Applied Chemistry. 68 (12): 2287–2311. 1996. doi:10.1351/pac199668122287. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 4 tháng 3 năm 2016. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2015.
  5. ^ Staudinger, H.; Fritschi, J. (1922). “Über Isopren und Kautschuk. 5. Mitteilung. Über die Hydrierung des Kautschuks und über seine Konstitution”. Helvetica Chimica Acta. 5 (5): 785. doi:10.1002/hlca.19220050517.
  6. ^ Jensen, William B. (2008). “The Origin of the Polymer Concept”. Journal of Chemical Education. 85 (5): 624. Bibcode:2008JChEd..85..624J. doi:10.1021/ed085p624.
  7. ^ van Holde, K.E. (1998) Principles of Physical Biochemistry Prentice Hall: New Jersey, ISBN 0-13-720459-0
  8. ^ Jenkins, A. D.; Kratochvíl, P.; Stepto, R. F. T.; Suter, U. W. (1996). “Glossary of Basic Terms in Polymer Science” (PDF). Pure and Applied Chemistry. 68 (12): 2287. doi:10.1351/pac199668122287. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 23 tháng 2 năm 2007.

  • Tanford, Charles (1961). Physical Chemistry of Macromolecules. New York, NY: John Wiley & Sons.
  • Synopsis of Chapter 5, Campbell & Reece, 2002 Lưu trữ 2012-12-10 tại Archive.today
  • Lecture notes on the structure and function of macromolecules Lưu trữ 2009-03-26 tại Wayback Machine
  • Several (free) introductory macromolecule related internet-based courses Lưu trữ 2011-07-18 tại Wayback Machine
  • Giant Molecules! by Ulysses Magee, ISSA Review Winter 2002–2003, ISSN 1540-9864. Cached HTML version of a missing PDF file. Truy cập ngày 10 tháng 3 năm 2010. The article is based on the book, Inventing Polymer Science: Staudinger, Carothers, and the Emergence of Macromolecular Chemistry by Yasu Furukawa.

Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Đại_phân_tử&oldid=68165525”

So sánh các đại phân tử hữu cơ
Sự khác biệt giữa các phân tử hữu cơ và vô cơ - Khoa HọC

Phân tử hữu cơ và vô cơ

Tất cả các phân tử phần lớn có thể được chia thành hai nhóm là hữu cơ và vô cơ. Có nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác nhau được phát triển xung quanh hai loại phân tử này. Cấu trúc, hành vi và thuộc tính của chúng khác nhau.

Các phân tử hữu cơ

Phân tử hữu cơ là phân tử bao gồm các nguyên tử cacbon. Phân tử hữu cơ là phân tử phong phú nhất trong các sinh vật sống trên hành tinh này. Các phân tử hữu cơ chính trong cơ thể sống bao gồm carbohydrate, protein, lipid và axit nucleic. Axit nucleic như DNA chứa thông tin di truyền của sinh vật. Các hợp chất carbon như protein tạo nên các thành phần cấu trúc của cơ thể chúng ta và chúng tạo nên các enzym, xúc tác cho tất cả các chức năng trao đổi chất. Các phân tử hữu cơ cung cấp cho chúng ta năng lượng để thực hiện các chức năng hàng ngày. Có bằng chứng chứng minh rằng các phân tử cacbonic như metan đã tồn tại trong khí quyển từ vài tỷ năm trước. Những hợp chất này với phản ứng với các hợp chất vô cơ khác đã tạo ra sự sống trên trái đất. Chúng ta không chỉ được tạo thành từ các phân tử hữu cơ, mà còn có rất nhiều loại phân tử hữu cơ xung quanh chúng ta, chúng ta sử dụng hàng ngày cho những mục đích khác nhau. Quần áo chúng ta mặc được cấu tạo từ các phân tử hữu cơ tự nhiên hoặc tổng hợp. Nhiều vật liệu trong nhà của chúng tôi cũng là hữu cơ. Xăng, cung cấp năng lượng cho ô tô và các máy móc khác, là chất hữu cơ. Hầu hết các loại thuốc chúng ta dùng, thuốc trừ sâu và thuốc diệt côn trùng đều được cấu tạo từ các phân tử hữu cơ. Do đó, các phân tử hữu cơ gắn liền với hầu hết mọi khía cạnh của cuộc sống chúng ta. Do đó, một môn học riêng biệt là hóa học hữu cơ đã phát triển để tìm hiểu về các hợp chất này. Trong thế kỷ thứ mười tám và mười chín, những tiến bộ quan trọng đã được thực hiện trong việc phát triển các phương pháp định tính và định lượng để phân tích các hợp chất hữu cơ. Trong thời kỳ này, công thức thực nghiệm và công thức phân tử đã được phát triển để xác định các phân tử riêng biệt. Nguyên tử cacbon là nguyên tử hóa trị bốn, do đó nó chỉ có thể tạo thành bốn liên kết xung quanh nó. Và một nguyên tử cacbon cũng có thể sử dụng một hoặc nhiều hóa trị của nó để tạo liên kết với các nguyên tử cacbon khác. Nguyên tử cacbon có thể tạo liên kết đơn, đôi hoặc ba với một nguyên tử cacbon khác hoặc bất kỳ nguyên tử nào khác. Các phân tử cacbon cũng có khả năng tồn tại dưới dạng đồng phân. Những khả năng này cho phép nguyên tử cacbon tạo ra hàng triệu phân tử với các công thức khác nhau. Các phân tử cacbon được phân loại rộng rãi như các hợp chất béo và thơm. Chúng cũng có thể được phân loại là phân nhánh hoặc không phân nhánh. Một cách phân loại khác dựa trên loại nhóm chức năng mà chúng có. Trong cách phân loại này, các phân tử hữu cơ được chia thành ankan, anken, ankin, rượu, ete, amin, anđehit, xeton, axit cacboxylic, este, amit và haloalkanes.


Phân tử vô cơ

Những thứ không thuộc phân tử hữu cơ được gọi là phân tử vô cơ. Có một sự đa dạng lớn, về các nguyên tố liên kết, trong các phân tử vô cơ. Khoáng chất, nước, hầu hết các chất khí dồi dào trong khí quyển là các phân tử vô cơ. Có những hợp chất vô cơ, cũng có chứa cacbon. Cacbon đioxit, cacbon monoxit, cacbonat, xianua, cacbua là một số ví dụ cho các loại phân tử đó.

Sự khác biệt giữa phân tử hữu cơ và phân tử vô cơ là gì?

• Các phân tử hữu cơ dựa trên nguyên tố cacbon, và các phân tử vô cơ dựa trên các nguyên tố khác.

• Có một số phân tử được coi là phân tử vô cơ mặc dù chúng có chứa nguyên tử cacbon. (ví dụ: carbon dioxide, carbon monoxide, cacbonat, xyanua và cacbua). Do đó, phân tử hữu cơ có thể được định nghĩa cụ thể là phân tử có chứa liên kết C-H.

• Các phân tử hữu cơ hầu hết được tìm thấy trong các cơ thể sống, trong đó các phân tử vô cơ hầu hết có nhiều trong các hệ thống không sống.


• Phân tử hữu cơ chủ yếu có liên kết cộng hóa trị, trong khi phân tử vô cơ có liên kết cộng hóa trị và liên kết ion.

• Các phân tử vô cơ không thể tạo thành các polyme chuỗi dài như các phân tử hữu cơ.

• Các phân tử vô cơ có thể tạo muối, nhưng các phân tử hữu cơ thì không.