Kartais įmanoma, ypač organinės chemijos srityje, sujungti mažas molekules ir sudaryti ilgas grandines. Ilgųjų grandinių terminas yra polimeras, o procesas vadinamas polimerizacija. Poli- reiškia daug, o -mer - vienetą. Daugelis vienetų yra sujungti, kad sudarytų naują, vieną vienetą. Yra du pagrindiniai metodai, kuriais mažos grandinės gali polimerizuotis į didesnes grandines - pridėjimo ir kondensacijos polimerizacija.
Kondensato polimerizacija
Kondensacijos polimerizacija reiškia mažesnių molekulių sujungimą praradus mažą molekulę, pavyzdžiui, vandenį, kad susidarytų didesnė molekulė. Vienas iš paprasčiausių pavyzdžių yra glicino arba amino acto rūgšties HOOC-CH2-NH2 reakcija, susidarant dimeriui HOOC-CH2-NH-CO-CH2-NH2. Polimerizacijai reikalingos bent vienos dvigubos arba dvi vienos reakcijos vietos.
Papildymo polimerizacija
Stirenas arba C6H5-CH = CH2, per laisvųjų radikalų polimerizaciją, gali sudaryti net ilgas grandines. Tai apima dvigubo ryšio, kuris leidžia pridėti dar vieną stireno molekulę, pertraukimą. Kartojimas leidžia pridėti dar vieną stireno molekulę. Procesą galima valdyti, kad būtų apribotas papildymų skaičius.
Kita polimerizacija yra karbokacijos. Dvigubai arba trigubai surišti junginiai sąveikauja su rūgštimis ir sudaro teigiamai įkrautas karbokacijas. Jie gali sujungti su papildomomis molekulėmis, kad susidarytų ilgesnės karbokacijos, galinčios toliau pakartoti procesą.