Макромолекула

Макромоле́кула — велика молекула з великою молекулярною масою, але звичайно використання терміну обмежується полімерними молекулами, або молекулами, які структурно включають полімери.

Ілюстрація поліпептидної макромолекули

Загальний опис

Термін «макромолекула» часто використовується у молекулярій біології і біохімії. У цьому випадку, звичайно мова йде про «біомакромолекули» або біополімери — білки, полісахариди і нуклеїнові кислоти (ДНК, РНК). Ліпіди (жири) — не є макромолекулами, оскільки вони не створюють великих ковалентно зв'язаних молекул. Синтетичні приклади макромолекул включають пластмаси. Великі молекулярні структури, такі як кристали і метали, хоча і складені із великого числа атомів, з'єднаних молекулярними силами, звичайно не вважаються «макромолекулами».

Термін «макромолекула» також іноді використовується, для посилання на сукупності з двох або більше макромолекул, що утримуються разом міжмолекулярними силами, а не ковалентними зв'язками. Таке використання звичайне зокрема, коли індивідуальні макромолекули агрегату рідко існують в ізоляції. Така сукупність, все ж, частіше називається макромолекулярним комплексом. У такому контексті, індивідуальні макромолекули часто називають субодиницями (наприклад, «білкові субодиниці»).

Розрізняють: макромолекула атактична, макромолекула багатониткова, макромолекула гребінчаста, макромолекула драбинчаста, макромолекула зірчаста, макромолекула ізотактична, макромолекула лінійна, макромолекула нерегулярна, макромолекула однониткова, макромолекула регулярна, макромолекула синдіотактична, спіромакромолекула, макромолекула стереоблочна, макромолекула стереорегулярна, макромолекула тактична.

• Лінійна макромолекула — макромолекула, для структури якої в основному характерне багатократне повторення лінійних послідовностей ланок, що є похідними (уявними чи справжніми) молекул з низькою молекулярною масою.

• Макромономерна молекула (англ. macromonomer molecule) — макромолекула, що має одну кінцеву групу такої будови, що дозволяє їй діяти як мономерній молекулі, вносячи лише одну мономерну ланку до ланцюга утвореної макромолекули.

• Блокмакромолекула — макромолекула, яка складається з блоків, сполучених у лінійній послідовності.

• Стереорегулярна макромолекула — регулярна макромолекула, що складається з переважно одного виду стереоповторювальних ланок.

Властивості

• Гнучкiсть макpомолекул — (англ. flexibility of macromolecules) — характерна для макромолекул здатнiсть до змiни конформацiї внаслiдок внутрiмолекулярних теплових рухiв окремих сегментiв макромолекули чи пiд дiєю зовнiшнiх сил .
• Виключений об'єм макромолекули (англ. excluded volume of macromolecule) — об'єм, з якого макромолекула в розбавленому розчині ефективно витісняє всі інші макромолекули. Виключений об'єм макромолекули залежить від вільних енергій Гіббса та Гельмгольца змішування розчинника з полімером, тобто від термодинамічних властивостей розчинника і не є мірою геометричних розмірів макромолекули.
• Виключений об'єм сегмента (англ. excluded volume of segment — об'єм, з якого сегмент макромолекули в розбавленому розчині ефективно витісняє всі інші сегменти макромолекул, як цієї ж так і інших макромолекул. Виключений об'єм сегмента залежить від вільних енергій Гіббса та Гельмгольца змішування розчинника з полімером, тобто від термодинамічних властивостей розчинника і не є мірою геометричних розмірів сегмента.
• Високоеластичний стан (англ. high-elastic state) — стан, в якому пружнi деформацiї пов'язанi зi зсувом тiльки окремих сегментiв ланцюга макромолекули. Досягається при нагрiваннi полімера, що знаходиться у склоподiбному станi, вище температури склування. Релаксацiя напруг у цьому станi швидша, нiж у склоподiбному.

Моделі

• Намистово-пружинкова модель — модель, що відтворює гідродинамічні властивості ланцюгів макромолекул. Останні представляються як послідовність намистинок, кожна з яких чинить гідродинамічний опір середовищу, але намистинки зв'язані між собою пружинкою, що не чинить такого опору. Орієнтація пружинок вважається випадковою. Модель описує еластичні та деформаційні властивості ланцюга.
• Намистово-стрижнева модель — модель, що відтворює гідродинамічні властивості ланцюгів макромолекул. Останні представляються як послідовність намистинок, кожна з яких чинить гідродинамічний опір середовищу, але які зв'язані між собою жорстким стрижнем, що не чинить такого опору.
• Однониткова макромолекула — макромолекула, що складається з структурних ланок, з'єднаних таким чином, що сусідні структурні ланки приєднуються одна до одної через два атоми, по одному на кожній ланці.

Див. також

• Макромолекула вугілля
• ізотактична макромолекула
• Макрорадикал
• спіромакромолекула
• атактична макромолекула
• Надмолекулярна організація вугілля
• Кінцева група

Література

• Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0