고분자와 생체 분자: 학습 가이드

핵심 개념

고분자는 단위체라고 부르는 반복 단위가 많이 이어진 긴 사슬이다. 첨가 중합체는 이중 결합으로 아무것도 잃지 않고 연결되고, 축합 중합체는 작은 분자(보통 물)를 잃으면서 연결된다.

• 첨가 중합은 C=C를 가진 단위체를 쓴다. 에텐은 폴리에틸렌, 프로펜은 폴리프로필렌, 클로로에텐은 PVC, 스타이렌은 폴리스타이렌이 된다. 반복 단위의 식은 단위체와 같다.
• 축합 중합은 서로 다른 두 작용기를 연결한다. 예를 들어 다이올과 다이카복실산은 폴리에스터, 다이아민과 이산은 나일론이 되며 물이 방출된다.
• 중합도는 n = M(중합체) ÷ M(반복 단위)이다.
• 축합으로 n개의 단위체를 하나의 사슬로 이으면 물 분자 n − 1개가 방출된다. 단백질, 핵산, 다당류는 천연 축합 중합체이다.

핵심 식

• n = M_polymer ÷ M_repeat unit
• addition: n CH₂=CHX → –(CH₂CHX)ₙ–
• condensation: n monomers → n − 1 H₂O (linear chain)

풀이 예제

폴리에틸렌 시료의 몰 질량이 28 000 g/mol이고 반복 단위 –CH₂CH₂–가 28 g/mol이면 n = 1000이다. 아미노산 10개를 이어 펩타이드를 만들면 물 9분자가 방출된다. 나일론-6,6은 헥세인-1,6-다이아민과 헥세인이산으로 만들어지며 이음새마다 아마이드 결합이 생긴다.

자주 하는 실수

• 첨가 중합체가 작은 분자를 방출한다고 기대하는 것. 아무것도 잃지 않는다.
• n개의 단위체가 하나의 사슬을 만들 때 물을 n − 1이 아니라 n개로 세는 것.
• 결합에서 원자를 잃은 축합 중합체의 반복 단위에 단위체의 식을 쓰는 것.

연습

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