A volte è possibile, soprattutto nel campo della chimica organica, unire insieme piccole molecole per formare lunghe catene. Il termine per le catene lunghe è polimero e il processo è chiamato polimerizzazione. Poly- significa molti, mentre -mer significa unità. Molte unità sono combinate per formare una nuova unità singola. Esistono due metodi principali con cui le piccole catene possono polimerizzare in catene più grandi: addizione e polimerizzazione per condensazione.
Polimerizzazione a condensazione
La polimerizzazione per condensazione si riferisce all'unione di molecole più piccole attraverso la perdita di una piccola molecola, come l'acqua, per formare una molecola più grande. Uno degli esempi più semplici è la reazione della glicina, o acido amminoacetico, HOOC-CH2-NH2, per formare il dimero HOOC-CH2-NH-CO-CH2-NH2. La polimerizzazione richiede almeno un doppio o due siti di reazione singoli.
Polimerizzazione per addizione
Lo stirene, o C6H5-CH=CH2, può formare catene anche lunghe, tramite polimerizzazione a radicali liberi. Ciò comporta la rottura del doppio legame che permette l'aggiunta di un'altra molecola di stirene. La ripetizione consente l'aggiunta di un'altra, e ancora un'altra, molecola di stirene. Il processo può essere controllato per limitare il numero di aggiunte.
Un'altra polimerizzazione per addizione coinvolge i carbocationi. I composti a doppio o triplo legame interagiscono con gli acidi per formare carbocationi carichi positivamente. Questi possono combinarsi con molecole aggiuntive per formare carbocationi più lunghi in grado di ripetere ulteriormente il processo.