Makromolekül

Makromoleküle (Riesenmoleküle) sind sehr große Moleküle, die aus sich wiederholenden, gleichen oder unterschiedlichen Struktureinheiten (formale Grundbausteine) bestehen und eine hohe Molekülmasse haben. Die Grundbausteine sind meist Atomgruppen, können aber auch Atome sein. Die Massen der Grundbausteine sind im Vergleich zur Molekülmasse sehr klein.[1] In der technischen Chemie werden diese Grundbausteine Konstitutionelle Repetiereinheit genannt. Üblicherweise wird von Makromolekülen gesprochen, wenn die Molekülmasse über 10.000 g·mol⁻¹ liegt.[2] Der Begriff Makromolekül wurde 1922 von Hermann Staudinger eingeführt.

Makromolekulare Stoffe

Mehrere Reihen von natürlichen und synthetischen chemischen Substanzen bestehen aus Makromolekülen. Diese makromolekularen Stoffe sind in der Regel Mischungen von Makromolekülen mit ähnlicher chemischen Zusammensetzung bzw. Struktur und nur ähnlich großen Molekülmassen. Sie sind damit polydispers und haben eine Molmassenverteilung. Praktisch sind die Makromoleküle eines makromolekularen Stoffs in ihrem Verhalten gleich, da – wegen der Größe des Moleküls – ein Hinzufügen oder Wegnehmen von Struktureinheiten keine Auswirkung auf die Eigenschaft des Makromoleküls hat.

Einige makromolekulare Stoffe bestehen aus weitgehend identischen Makromolekülen mit einheitlicher Molmasse. Sie sind damit monodispers. Bei einigen natürlichen, monodispersen makromolekularen Stoffen, wie bei bestimmten Proteinen (Enzyme), sind die biochemischen Eigenschaften des Makromoleküls – im Gegensatz zur allgemeinen Regel – hoch abhängig von der Zusammensetzung und der Feinstruktur des Makromoleküls.

Weitgehend synonym zu „makromolekulare Stoffe“ werden oft die Wörter Polymer (Hochpolymer) oder Biopolymer verwendet. Auch mit dem Wort Kunststoff sind im Endeffekt makromolekulare Stoffe gemeint. Diese Stoffe sind Arbeitsgebiet der makromolekularen Chemie.

Einteilung

Weiße Naturseide – ein natürlicher makromolekularer Stoff

Tischtennisbälle aus Zelluloid – einem halbsynthetischen makromolekularen Stoff

PET-Flasche aus einem synthetischen makromolekularen Stoff

Makromolekulare Stoffe werden in natürliche, halbsynthetische und synthetische Stoffe unterteilt.

Vertreter natürlicher makromolekularer Stoffe sind z. B.:

Kohlenwasserstoffe, wie cis-1,4-Polyisopren (Hauptbestandteil von Naturkautschuk)
Lignin
Polynukleotide, wie Nukleinsäuren
Polysaccharide, wie Stärke und Zellulose
Proteine, wie Seide, Collagen, Enzyme, Antikörper

Vertreter halbsynthetischer makromolekularer Stoffe sind z. B.:

Vertreter synthetischer makromolekularer Stoffe (Kunststoffe) sind z. B.:[3]

Polystyrol (PS), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamide (PA), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET)
Silikone
Synthesekautschuk

Siehe auch

Dendrimer

Einzelnachweise

Eintrag zu macromolecule (polymer molecule). In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.M03667 – Version: 2.3.1.
Eintrag zu Makromoleküle. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 20. Juni 2014.
M. D. Lechner, K. Gehrke und E. H. Nordmeier: Makromolekulare Chemie. 4. Auflage, Birkhäuser Verlag, 2010, ISBN 978-3-7643-8890-4, S. 48–170.

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[Gold_Book-1] Eintrag zu macromolecule (polymer molecule). In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.M03667 – Version: 2.3.1.

[CDRömpp-2] Eintrag zu Makromoleküle. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 20. Juni 2014.

[Lechner-3] M. D. Lechner, K. Gehrke und E. H. Nordmeier: Makromolekulare Chemie. 4. Auflage, Birkhäuser Verlag, 2010, ISBN 978-3-7643-8890-4, S. 48–170.