Los polímeros

La materia está formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o gigantes llamadas macromoléculas, las cuales se constituyen por la unión repetida de muchas unidades moleculares pequeñas.

Un polímero es una macromolécula constituida por la unión de muchos monómeros, los cuales corresponden a miles de átomos unidos entre sí mediante enlaces covalentes.

                                 

Se caracterizan por:

·         Ser generalmente compuestos orgánicos.

·         Poseen un elevado peso molecular por el tamaño de sus moléculas.

·         Se obtienen a través de reacciones de polimerización.

Su estructura:

(a) Lineal.
(b) Ramificada.
(c) Encadenamiento transversal suelto.
(d) Encadenamiento transversal firme o estructura de red.

Las propiedades fisicas de los polímeros se encuentran condicionadas por su peso molecular.

PESO MOLECULAR	CARACTERISTICAS
Bajo	Sólido quebradizo sin propiedades útiles.
Menor que 10.000	Propiedades que le hacen útiles como fibra.
Menor que 100.000	Poseen alta resistencia al calor y la tensión mecánica.

CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS


- Según origen:

·            Naturales

Son los que provienen directamente del medio ambiente.



Caucho natural



Caucho natural

ADN

Lana

·           Sintéticos

Se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre apartir de materias primas de bajo peso molecular.

Polietileno




Policloruro de vinilo (PVC)

 


- Según propiedades físicas:

Los elastómeros y termoplásticos están constituidos por moléculas que forman largas cadenas con poco entrecruzamiento entre sí. Cuando se calientan, se ablandan sin descomposición y pueden ser moldeados.

Los termoestables se preparan generalmente a partir de sustancias semifluidas de peso molecular relativamente bajo, las cuales alcanzan, cuando se someten a procesos adecuados, un alto grado de entrecruzamiento molecular formando materiales duros, que funden con descomposición o no funden y son generalmente insolubles en los solventes más usuales.
·  Elastómeros



Neumaticos - Caucho

Manguera

·  Termoplásticos

Juguetes

Botellas



·  Termoestables



Kevlar

Baquelita - Enchufe

APLICACIONES

La gran variedad de propiedades físicas y químicas de estos compuestos permite aplicarlos en construcción, embalaje, industria automotriz, aeronáutica, electrónica, agricultura o medicina. 

Poliamida: Medias para mujeres y fibras del cepillo de dientes

Polietileno: Bolsas plásticas, juguetes y tapas de botellas

Poliestireno: Accesorios de cocina (En forma de espuma) y  lentes en su área transparente

Polipropileno: Recipientes para microondas, alfombras artificiales, películas transparentes y equipos de laboratorio

Biopolímeros

La mayor parte de la materia orgánica está formada por moléculas compleja de gran tamaño.

Estas macromoléculas se encuentran presentes en organismos vivos simples como bacterias y hongos, y en organismos superiores como los animales y las plantas. 

Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los cuatro bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), representando alrededor del 99%  de la masa de la mayoría de las células.

Clasificación

1. Carbohidratos

Los carbohidratos son químicamente macromoléculas constituidas por monómeros llamados MONOSACÁRIDOS.

Características

·         Son moléculas que se clasifican de acuerdo a su grado de complejidad en:

      

·         Se caracterizan porque son los encargados de producir energía en nuestro organismo. 

·         Químicamente se caracterizan por tener el grupo químico aldehído (COH) y cetonas (CO).

1.1 Monosacáridos

·         Son las unidades estructurales de los polisacáridos (monómeros).

·         Composición química:

                  

 ·         Las cadenas cerradas se forman por la reacción entre el grupo carbonilo y uno de los grupos hidroxilos. 

1.2 Polisacáridos

·         Se forman por la unión de más de 10 monosacáridos

·         Cumplen dos funciones básicas en los seres vivos:

-       Son acumuladores de energía como combustibles biológicos. Ej. El almidón es la reserva alimenticia de la mayor parte de las plantas y el glucógeno cumple el mismo papel en los animales.

-       Sirven de soporte de estructuras en organismos superiores. Ej. La celulosa constituye el esqueleto de las paredes celulares de las plantas.

POLISACÁRIDOS DE RESERVA ENERGÉTICA	POLISACÁRIDOS  ESTRUCTURALES
Presentan estructura ramificada	Presentan estructura lineal
Son solubles en agua	Son insolubles en agua
No pueden formar enlaces intermoleculares	Pueden formar puentes de hidrógeno
Menor nivel de interacción entre moléculas, más solubles en agua, menor dureza	Mayor nivel de interacción con moléculas vecinas le confiere dureza
Almidón – Glucógeno	Quitina – Celulosa

2. Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos son polímeros que existen en el núcleo de las células. Toda célula viva contiene ácidos nucleicos, como también las células bacterianas que no contienen núcleos y en los virus que no tienen células. Estos ácidos tienen primordial importancia porque determinan la síntesis de la proteína y el factor genético, las características hereditarias de todos los organismos vivos.

La secuencia de los nucleótidos determina el código de cada ácido nucleico particular. A su vez, este código indica a la célula cómo reproducir un duplicado de sí misma o las proteínas que necesita para su supervivencia.

Características

·         Unidad básica: Nucleótidos

·         Tienen una estructura de forma helicoidal.

·         Nucleótidos formados por: un grupo fosfato, una base nitrogenada y una azúcar (pentosa).

                

Estructura

·      Primaria: Es la secuencia de nucleótidos de una sola cadena o hebra. Puede presentarse como un simple filamento extendido o doblado sobre sí mismo

·      Secundaria: En el ADN existe una disposición espacial de dos hebras de polinucleótidos antiparalelas, complementarias y enrrolladas una sobre otra, formando un espiral o doble hélice.

·       Terciaria

-       Corresponde al empaquetamiento de la doble hélice del ADN para formar los cromosomas.

-       El ARN presenta esta estructura terciaria, la que se relaciona con la forma en que se disponen y unen entre sí las distintas hebras de ARN.

3. Proteínas

Las proteínas son las biomoléculas que más diversidad de funciones realizan en los seres vivos; prácticamente todos los procesos biológicos dependen de su presencia y/o actividad.

Características

·         Compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, aunque la mayoría contiene azufre y  nitrógeno.

·         Unidad básica: aminoácidos.

·         Están formadas por 20 aminoácidos diferentes, los esenciales.

·         Posee diversas funciones:

         

·         Son esenciales para el crecimiento.

·         Son materia prima para la formación de los jugos digestivos, hormonas, proteínas plasmáticas, hemoglobina, vitaminas y enzimas.

·         Actúan como catalizadores biológicos acelerando la velocidad de las reacciones químicas del metabolismo.

Niveles estructurales

·         Estructura Primaria: secuencia sucesiva de aminoácidos que componen la cadena polipeptídica.

·         Estructura Secundaria: corresponde a la disposición de la secuencia de los aminoácidos en el espacio debido a los enlaces C-C y C-N en la cadena. Hay dos tipos de estructura: Alfa-Hélice y Beta-Laminar.

·         Estructura Terciaria: la cadena polipeptídica con su correspondiente estructura secundaria, se enrolla sobre si misma adoptando una estructura globular o fibrosa.

·         Estructura Cuaternaria: está presente en las proteínas que tienen más de una cadena polipeptídica. Es la unión de una estructura primaria, secundaria y terciaria.

Propiedades

·         Especificidad

-       Se refiere a su función; cada una lleva a cabo una determinada función y lo realiza porque posee una determinada estructura primaria y una conformación espacial propia; por lo que un cambio en la estructura de la proteína puede significar una pérdida de la función.

·         Desnaturalización

-       Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura

-       Se puede producir por cambios de temperatura o variaciones del pH.

3.1 Aminoácidos

·         Son las unidades estructurales de las proteínas unidos por un enlace peptídico

-       Es un enlace covalente entre el grupo amino (–NH2) de un aminoácido y el grupo carboxilo (–COOH) de otro aminoácido.

·         Poseen un grupo ácido y uno amino.

·         Son solubles en agua y tienen propiedades anfóteras.

·         Son moléculas que se clasifican de acuerdo a su grado de complejidad en:

·         Aminoácidos esenciales:

3.2 Proteínas funcionales: ENZIMAS

Son moléculas que catalizan reacciones químicas (Aceleran, detienen o mantienen constante una reacción química)

Características

·         Las enzimas están formadas de carbono (C), Hidrogeno (H), oxigeno (O), Nitrógeno (N) y Azufre (S), combinados.

·         Regulan la velocidad a la cual se realizan los procesos fisiológicos, producidos por los organismos vivos.

Tipos

·         Enzimas metabólicas:

-       Se producen de manera natural en el interior de las células.

-       Actúan en todas las funciones corporales y vitales.

·         Enzimas digestivas:

-       Se producen en el cuerpo.

-       Sirven para que se aprovechen al máximo los nutrientes (descomponen los alimentos).

·         Enzimas dietéticas:

-       Proceden de los alimentos.

-       Su función catalizadora actúa cuando éstos se consumen crudos, ya que las enzimas suelen destruirse o perder propiedades con el calor de la cocción.

Importancia

Sin enzimas, no sería posible la vida que conocemos, ya que las enzimas llevan a cabo funciones definitivas relacionadas con salud y la enfermedad.

La gran mayoría de las reacciones metabólicas tienen lugar gracias a la presencia de un catalizador de naturaleza proteica específico para cada reacción.