Moléculas y Macromoléculas

Las macromoléculas son grandes moléculas, con un elevado peso molecular y estructuras muy particulares. descubre cómo se clasifican según su origen y cómo se forman mediante las reacciones de polimerización.


Moléculas y Macromoléculas.

Ambas estructuras en esencia y naturaleza química no son diferentes, es decir, siguen siendo un conjunto de átomos unidos, debido a que comparten o intercambian sus electrones de valencia. Las moléculas, por lo general, están formadas por átomos de uno o más elementos con la particularidad de que su peso molecular no llega a ser demasiado grande. Ahora bien, en el caso de las macromoléculas, éstas se forman por miles o cientos de miles de átomos unidos lo que les confieren una estructura especial, un gran peso molecular y un gran tamaño.

Polímeros y monómeros

Las macromoléculas son estructuras a las que también se les llama polímeros, que a su vez, están formadas por unidades más pequeñas llamadas monómeros que se repiten generalmente según un patrón definido. Las propiedades físicas de los polímeros, son muy distintas a las moléculas pequeñas comunes y para estudiarlas se necesitan técnicas especiales. Durante muchos años, los científicos no fueron capaces de aceptar la idea relativa a la existencia de estas moléculas gigantes con tan elevado peso molecular y no fue hasta la década de 1920 donde Hermann Staudinger (1881-1963), químico alemán pionero en la química de polímeros y distinguido con el premio Nobel de Química en 1953, quien postuló que aquel comportamiento desconcertante de ciertos materiales, como la madera, hule, algodón y gelatina que al ser disueltos, presentaban varias propiedades poco comunes se debía a la presencia de algunos solutos de masa molar muy grande y que cada una contenía muchos miles de átomos unidos por enlaces covalentes. Una vez que se logro entender la estructura de las macromoléculas se abrió un mundo a la fabricación de polímeros que hoy se manifiestan en casi todos los aspectos de nuestra vida diaria.

Según el origen, los polímeros pueden clasificarse en:

  • Polímeros naturales: estos proceden de los seres vivos y están presentes en la naturaleza, entre estos se encuentran los biopolímeros (polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos) que cumplen importantes funciones biológicas.
  • Polímeros sintéticos: estos proceden de síntesis en laboratorios o procesos industriales. Son creados para diferentes usos específicos a partir de diferentes materias primas.

Los polímeros se obtienen mediante una repetición de moléculas simples, llamados monómeros, mediante una reacción de polimerización. La característica principal para que se polimerice es que al menos sea bifuncional, es decir, la molécula constituida por el monómero contenga dos o más grupos reactivos que permitan realizar la unión y crear la poli molécula.

La reacción de polimerización puede ser de dos tipos:

  • Reacción de condensación: esta formación se produce cuando dos monómeros reaccionan entre si liberando una molécula más pequeña, generalmente agua. En este caso la masa molar del polímero no es múltiplo exacto de la masa molar del monómero que forma el polímero.

Para este tipo de polimerización existe un mecanismo por etapas, es decir, todas las reacciones son independientes de la anterior, por lo tanto, cuando un monómero reacciona con otro forma un dímero, luego empieza una nueva reacción que forma un trímero y posteriormente otra hasta formar largas cadenas.

  • Reacción de adición: esta consiste en una reacción en cadena. Depende del reactivo iniciador, pudiendo a su vez clasificarse en: polimerización catiónica, aniónica y radicalaria.

Cada una de las polimerizaciones mencionadas se caracteriza por presentar tres etapas importantes.

  1. Iniciación: aquí participa una molécula como reactivo y es conocida como iniciador.
  2. Propagación: aquí es donde la cadena comienza a alargarse por una adición sucesiva de monómeros.
  3. Terminación: aquí la cadena deja de crecer por el agotamiento de monómeros.