• โมเลกุลขนาดใหญ่คืออะไร?
• หน้าที่ของโมเลกุลขนาดใหญ่
• โครงสร้างของโมเลกุลขนาดใหญ่
• ความสำคัญของโมเลกุลขนาดใหญ่
• โมเลกุลขนาดใหญ่ตามธรรมชาติ
• โมเลกุลสังเคราะห์

เราอธิบายว่าโมเลกุลขนาดใหญ่คืออะไร หน้าที่และประเภทของโครงสร้าง นอกจากนี้โมเลกุลขนาดใหญ่ตามธรรมชาติและสังเคราะห์

โมเลกุลขนาดใหญ่สามารถประกอบขึ้นจากอะตอมได้หลายแสนอะตอม

โมเลกุลขนาดใหญ่คืออะไร?

โมเลกุลขนาดใหญ่เป็นโมเลกุลที่มีขนาดมหึมา กล่าวคือ ประกอบด้วยโมเลกุลหลายพันหรือหลายแสนตัว อะตอม. อาจเป็นลักษณะทางชีวภาพซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตหรือสารสังเคราะห์ที่ผลิตโดย มนุษย์ ในห้องปฏิบัติการเคมีหรือชีวภาพ

คำว่า macromolecules ตั้งขึ้นในปี 1920 โดย Hermann Staudinger ผู้ได้รับรางวัลโนเบลใน เคมี. ตอนนั้นเขาเรียกโมเลกุลขนาดใหญ่ว่า โมเลกุล พวกมันมีน้ำหนักมากกว่า 10,000 ดาลตันของมวลอะตอม ถึงแม้ว่าพวกมันจะมีน้ำหนักมากกว่านั้นมาก

โมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยหน่วยของโมเลกุลขนาดเล็กกว่า (เรียกว่าโมโนเมอร์) ที่ทำซ้ำตัวเองเพื่อสร้างโครงสร้างทั้งหมดเรียกว่า โพลีเมอร์. โพลีเมอร์ยังสามารถเป็นแบบธรรมชาติหรือสังเคราะห์ได้ เช่น โปรตีน, ที่ กรดนิวคลีอิก และคาร์โบไฮเดรตเป็นโพลีเมอร์ตามธรรมชาติ ในขณะที่คาร์โบไฮเดรต พลาสติก และเส้นใยสังเคราะห์เป็นโพลีเมอร์สังเคราะห์

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่และพอลิเมอร์ เพราะถึงแม้ว่าจะมีขนาดใหญ่ทั้งคู่ แต่ก็ไม่เหมือนกันทุกประการ มีโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ไม่ใช่โพลีเมอร์เนื่องจากไม่ได้ประกอบด้วยหน่วยโมเลกุลที่เกิดซ้ำ (โมโนเมอร์) แม้ว่าจะยังมีขนาดใหญ่อยู่ก็ตาม ตัวอย่างเช่น, ไขมัน และมาโครไซเคิลเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ แต่ไม่ใช่โพลีเมอร์ ในทางกลับกัน มีพอลิเมอร์ขนาดกลางบางตัว กล่าวคือ ขนาดของมันไม่ใหญ่เท่ากับของโมเลกุลขนาดใหญ่

หน้าที่ของโมเลกุลขนาดใหญ่

โมเลกุลขนาดใหญ่สามารถมีหน้าที่ต่างกันมาก ขึ้นอยู่กับว่าเรากำลังพูดถึงอะไร ตัวอย่างเช่น กลูโคสมาโครโมเลกุลเป็นแหล่งพลังงานสำหรับ สิ่งมีชีวิต.

ตัวอย่างที่แตกต่างกันมากคือ DNA macromolecule ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นอุปกรณ์หน่วยความจำระดับเซลล์ที่ใช้ในการสังเคราะห์โปรตีนหรือเพื่อจำลองเซลล์

ในทางกลับกัน โปรตีนทำหน้าที่โครงสร้างและการขนส่ง และยังสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้อีกด้วย

โมเลกุลขนาดใหญ่สังเคราะห์ เช่น พอลิเอทิลีนและไนลอน โพลีเมอร์ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน อุตสาหกรรมเคมี เพื่อทำเป็นพลาสติกหรือเป็นฉนวน

โครงสร้างของโมเลกุลขนาดใหญ่

DNA เป็นโมเลกุลเชิงเส้นตรง

โดยทั่วไปโมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยหน่วยโมเลกุลขนาดเล็กที่เชื่อมโยงกันโดย พันธะโควาเลนต์โดยพันธะไฮโดรเจน โดย กองกำลัง Van der Waals หรือโดยปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ ในทุกกรณี พวกมันประกอบด้วยโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีอะตอมหลายพันอะตอมเรียงกันเป็นลำดับตายตัว ทำให้ได้สารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก

นอกจากนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลสามารถ:

• เชิงเส้น เมื่อมันสร้างโซ่ยาวที่ทำซ้ำคำสั่งของโมโนเมอร์บาง ๆ รวมเข้าด้วยกันด้วยหัวและหาง
• แตกแขนง. เมื่อโมโนเมอร์แต่ละตัวสามารถรวมโซ่อื่น ๆ ได้ ทำให้เกิดกิ่งก้าน (เช่น ต้นไม้) ที่มีขนาดต่างกันในระยะหนึ่งจากโซ่หลัก

ในทางกลับกัน โมเลกุลขนาดใหญ่สามารถจำแนกตามองค์ประกอบใน:

• โฮโมโพลีเมอร์ ประกอบด้วยโมโนเมอร์ชนิดเดียวที่ทำซ้ำตลอดโครงสร้างโมเลกุล
• โคพอลิเมอร์ ประกอบด้วยโมโนเมอร์มากกว่าหนึ่งประเภท

ความสำคัญของโมเลกุลขนาดใหญ่

โมเลกุลขนาดใหญ่แตกต่างจากโมเลกุลธรรมชาติและโมเลกุลสังเคราะห์อื่น ๆ เนื่องจากมีขนาดมหึมา ปริมาณ และน้ำหนักโมเลกุล เป็นผลให้คุณสมบัติของมันซับซ้อนและมีประโยชน์มากกว่าโมเลกุลอื่นๆ ตัวอย่างเช่น โพลีเมอร์ที่มนุษย์สร้างขึ้นช่วยให้สามารถสร้างวัสดุใหม่ที่มีการใช้งานที่ไม่คาดฝัน

ในทางกลับกัน โมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยาบางชนิดทำงานที่ซับซ้อน ทั้งในฐานะผู้มีส่วนร่วมของวัสดุและ / หรือของ พลังงาน สำหรับกระบวนการอื่น ๆ หรือเป็นกลไกของการกระทำ ชีวเคมีเช่นเดียวกับอินซูลิน ฮอร์โมนควบคุมน้ำตาลในร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยกรดอะมิโน 51 ชนิด

โมเลกุลขนาดใหญ่ตามธรรมชาติ

กลูโคสเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ตามธรรมชาติที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน

โมเลกุลขนาดใหญ่ตามธรรมชาติมักจะเป็น สารประกอบ เฉพาะเจาะจงมากที่ตอบสนองการทำงานที่สำคัญ ในบางกรณี พวกมันทำหน้าที่เป็นเมตาบอลิซึม (เช่น คาร์โบไฮเดรต) และในบางกรณี พวกมันทำหน้าที่เป็นโมเลกุลที่มีโครงสร้าง (เช่น คาร์โบไฮเดรต) ไขมัน).

พวกเขายังเป็นผู้เล่นหลักในกระบวนการที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง เช่น ดีเอ็นเอ และ RNA, เกี่ยวข้องกับการจำลองแบบเซลล์หรือ ไมโทซิส. ตัวอย่างง่ายๆ ของโมเลกุลขนาดใหญ่ตามธรรมชาติ ได้แก่ แป้ง เซลลูโลส, ไกลโคเจน, ฟรุกโตส, กลูโคสหรือลิกนินที่มีอยู่ในไม้

โมเลกุลสังเคราะห์

โมเลกุลสังเคราะห์ ตามชื่อของมัน โมเลกุลสังเคราะห์ที่สังเคราะห์ขึ้นโดย มนุษย์ ผ่านกระบวนการทางเคมีต่างๆ ซึ่งควบคุม เพิ่มประสิทธิภาพ หรือเร่งการจับตัวของโมโนเมอร์

มีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและในอนุพันธ์ของ ปิโตรเลียมที่เราได้รับความสำคัญ วัสดุอินทรีย์ ชนิดโพลีเมอร์ เช่นเดียวกับพลาสติกส่วนใหญ่ (โพลิเอทิลีน, PCV), เส้นใยสังเคราะห์ (โพลีเอสเตอร์, ไนลอน) หรือวัสดุขั้นสูง เทคโนโลยี (เช่นท่อนาโนคาร์บอน)