makrocząsteczka

makrocząsteczka, makromolekuła, wielka cząsteczka,

cząsteczka złożona z tysięcy, a nawet milionów atomów.

Atomy są połączone wiązaniami kowalencyjnymi lub związane poprzez mocne oddziaływania międzycząsteczkowe. M. najczęściej mają postać nici; powstają przez połączenie małych cząsteczek zw. monomerami; stosunek długości m. do jej średnicy wynosi ponad 10 000 (gdyby m. miała średnicę l mm — w rzeczywistości jest ona prawie miliard razy mniejsza — to jej długość wyniosłaby 10 m).

Trudno jest podać ścisłą granicę między małymi cząsteczkami a m. Dla różnych cząsteczek, w zależności od ich budowy, ta nieostra granica przebiega w zakresie mas molowych (ciężarów cząsteczkowych) wynoszących kilka do kilkunastu tysięcy. Po przekroczeniu tej wartości pojawiają się właściwości szczególne, np. w stanie stałym skupiska m., zw. polimerami, stają się ciągliwe, elastyczne, kowalne, mają wytrzymałość mech. i inne właściwości fiz. nieznane wśród małych cząsteczek związków organicznych. M., w odróżnieniu od małych cząsteczek, nie występują w fazie gazowej, a bardzo rzadko ich skupiska są ruchliwymi cieczami.

Łańcuchy m. jednowymiarowych mogą być rozgałęzione. W wyniku łączenia się łańcuchów liniowych tworzą się m. zajmujące pewną powierzchnię — łańcuchy rozwijają się w dwóch kierunkach, wyznaczając płaszczyznę. M. mogą mieć także struktury trójwymiarowe, powstające w różnorodnych procesach polimeryzacji — w wyniku reakcji chem. tworzą się wiązania zorientowane w różnych kierunkach. Niektóre pojedyncze m. (jednoniciowe) tworzą same ze sobą lub z identycznymi pod względem budowy m. struktury dwu- albo wieloniciowe. Na ogół struktury takie powstają w wyniku tworzenia się wiązań wodorowych lub też w wyniku oddziaływań dipolowych (oddziaływania międzycząsteczkowe); występują one często wśród biomakrocząsteczek, np. struktury helikalne w polipeptydach, stabilizowane przez wiązania wodorowe wzdłuż łańcucha. M. kwasów deoksyrybonukleinowych (DNA) tworzą również struktury dwułańcuchowe (dwuniciowe), zbud. z dwóch wzajemnie ze sobą splecionych helis.

Izolowana liniowa m. może przybierać różne kształty w rezultacie zmian konformacyjnych (konformacja). Kąty między sąsiednimi wiązaniami w m. są stałe, natomiast może wystąpić rotacja każdego wiązania w stosunku do wiązań sąsiednich. Ulega wówczas zmianie konformacja m., przy zachowaniu niezmiennych odległości międzyatomowych i kątów wartościowości. O tym, czy takie zmiany zachodzą łatwo i często (m. giętkie), czy też trudno i powoli (m. sztywne), decyduje budowa chemiczna. Duża liczba konformacyjnych stopni swobody jest cechą charakterystyczną polimerów łańcuchowych i wiąże się z takimi właściwościami, jak: elastyczność, sztywność oraz zachowanie w roztworach i w stopie.Właściwości fiz. polimerów, materiałów zbud. z m., wynikają z omówionych oddziaływań m. między sobą.