Las macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran número de átomos. Generalmente se pueden describir como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeros, formando los polímeros.
A menudo el término macromolécula se refiere a las moléculas que pesan más de 10.000 dalton de masa atómica. Pueden ser tanto orgánicas como inorgánicas, y algunas de gran relevancia se encuentran en el campo de la bioquímica, al estudiar las biomoléculas. Dentro de las moléculas orgánicas sintéticas se encuentran los plásticos. Son moléculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen por las repeticiones de una o más unidades simples llamados "monómeros" unidos entre sí mediante enlaces covalentes.
Forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas y por puentes covalentes.
Por lo general, se analizan moléculas en el que el número de átomos es muy pequeño, el cual consta de una masa molecular relativamente pequeña, por ejemplo la molécula de la sal común (NaCl) consta de solo dos átomos y la masa molecular relativa es de 58. En cambio, existen muchas clases de moléculas que poseen una composición mucho más complicada, es decir, una gran cantidad de átomos y un valor grande en su masa molecular; a esta clase de composiciones se le denomina macromoléculas.
Todo lo que se puede ver en el entorno terrestre está compuesto por moléculas, casi todas ellas enormes: Macromoléculas. Buen ejemplo de ello son: El cuerpo humano, la seda, el jersey que llevo, la pectina de las manzanas, la lactosa, que se encuentra en la leche, y la maltosa, producto de la cebada.
La celulosa y el almidón son polisacáridos de la glucosa, donde el prefijo poli sí representa una multitud de moléculas de glucosa que se unen por condensación. La celulosa es uno de los principales elementos estructurales de las plantas, y el almidón constituye su reserva energética.
La celulosa y el almidón son polisacáridos de la glucosa, donde el prefijo poli sí representa una multitud de moléculas de glucosa que se unen por condensación. La celulosa es uno de los principales elementos estructurales de las plantas, y el almidón constituye su reserva energética.
- Nitrato de celulosa. Se utiliza en la fabricación de explosivos, lacas y plásticos.
- Acetato de celulosa. Se emplea para hacer las películas de cine y, en forma de fibra, como la materia textil llamada rayón.
- Xantato de celulosa. Es ampliamente conocido con el nombre comercial de celofán. Se usa también para fabricar cuerdas de llantas.
El mayor interés en las macromoléculas naturales esta centrada en las proteínas y en los ácidos nucleicos, pero también incluyen a los polisacáridos como la celulosa y los polímeros de isopreno como el caucho natural, la hemoglobina, los almidones y los virus. La mayoría de macromoléculas son solubles en los solventes apropiados, por lo menos hasta cierto grado y forman, entonces, soluciones verdaderas.
Polimeros Naturales, existen polimeros naturales de gran significacion comercial como el algodon, formado por fibras celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polimero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteina del pelo de las ovejas, es otro ejemplo de polimero natural.Macromoleculas naturales se conforman por Caucho, el caucho es un hidrocarburo elastico, polimero del isopreno o 2 metilbutadieno; Que surge como una emulcion lechosa conocida como latex, en la savia de varias plantas, pero que tambien puede ser producido sineticamente.
Proteinas, las proteinas son macromoleculas formadas por cadenas lineales de aminoacidos. El nombre de la proteina proviene del griego que significa, ''Lo primero'' Las proteinas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomeculas mas versatiles y mas diversas. Son imprescindibles para el crecimiento de un organismo.
Acidos Nucleico, los acidos nucleicos son macromoleculas, polimeros formados por la repeticion de monomeros llamados nucleotidos, unidos mediante enlaces fosfodiester. Se forman asi, largas cadenas o polinucleotidoss loq ue hace que algunas de estas moleculas llegen a alcanzar tamaños gigantes.
Todo lo que se puede ver en el entorno terrestre está compuesto por moléculas, casi todas ellas enormes: Macromoléculas. Buen ejemplo de ello son: El cuerpo humano, la seda, el jersey que llevo, la pectina de las manzanas, la lactosa, que se encuentra en la leche, y la maltosa, producto de la cebada. La celulosa y el almidón son polisacáridos de la glucosa, donde el prefijo poli sí representa una multitud de moléculas de glucosa que se unen por condensación. La celulosa es uno de los principales elementos estructurales de las plantas, y el almidón constituye su reserva energética. En la celulosa, a diferencia del almidón, las moléculas de glucosa se unen linealmente por grupos OH. Dando estructuras relativamente rígidas, en las que hay pocas posibilidades de que penetren moléculas de agua. Al ser un polímero lineal, resulta óptima para construir microfibrillas, a partir de las cuales se constituyen todas las estructuras vegetales.El algodón es una celulosa. Contiene las fibras más largas, por lo que se emplea para fabricar ropa. Su capacidad de absorber agua se debe a que no todos sus átomos de oxígeno están contenidos en enlaces por puentes de hidrógeno, por lo que algunos de sus grupos -OH pueden interaccionar con moléculas de agua. La celulosa de la madera es de fibra más corta y no se puede utilizar en la industria textil, pero sí para fabricar papel.
El primer polímero totalmente sintético se obtuvo en 1909, cuando el químico belga Leo Hendrik Baekeland fabrica la baquelita a partir de formaldehído y fenol. Otros polímeros importantes se sinterizaron en años siguientes, por ejemplo el poliestireno (PS) en 1911 o el poli (cloruro de vinilo) (PVC) en 1912. La característica principal de los polímeros es tener un peso molecular alto, lo que afecta decisivamente a las propiedades químicas y físicas de éstas moléculas. Cuanto mayor sea el grado de polimerización, más elevado será el peso molecular del polímero. Los polímeros de peso molecular más elevado son designados altos polímeros, y los de bajo peso molecular oligómeros (del griego: pocas partes). Algunos ejemplos de polímeros sintéticos industriales son: Polietileno, polipropileno, poliestireno, poliéster, nylon, y teflón. -Polimerización por Adición- La masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero, pues al formarse la cadena los monómeros se unen sin perder ningún átomo.
Son moléculas o compuestos que suelen contener carbono, y de relativamente bajo a su peso molecular y estructura sencilla susceptible de convertirse en polímeros plásticos o resinas sintéticas o elastómeros mediante combinación consigo misma o con otros compuestos o moléculas similares. Los polímeros que contienen la misma unidad repetitiva, como el polietileno, se llaman homopolímeros. Se obtiene un copolímero al formar el polímero con dos monómeros diferentes.Si se mezclan dos monómeros sin ninguna precaución especial la reacción de polimerización proporciona un copolímero al azar, sin secuencias definidas de ordenación de las dos unidades de monómeros. Sin embargo, con reacciones especiales, se pueden situar bloques de unidades del mismo monómero para obtener una secuencia repetitiva. A este tipo de copolímeros se les llama polímeros de bloque y tienen propiedades físicas distintas de los ordenados al azar.Las reacciones de polimerización: Se pueden dividir en dos tipos: de condensación y de adición. Polímeros de condensación:
en los polímeros de condensación se unen dos moléculas perdiéndose o eliminándose una molécula pequeña, como agua o alcohol. Por ello en la polimeración por condensación los monómeros empleados poseen dos o más grupos funcionales responsables de la formación de la cadena. Contienen la misma relación de elementos en la unidad repetitiva del mismo que en el monómero del cual procede. Las polimerizaciones por condensación se efectúan por dos pasos, primero se consume preferentemente el monómero y el peso molecular aumenta lentamente o se logra un segundo paso.El nylon es el tipo más conocido de poliamidas y se obtuvieron para sustituir a la seda. Los distintos tipos de nylon se distinguen usando números. Estos números se refieren al de átomos de carbono de la diamina y del ácido ibásico.
Polímeros por adición: Presentan un mecanismo de cadena, dependiendo del tipo de monómero empleado siguen mecanismos aniónicos, catiónicos o radicalarios. Pero todas estas clases de mecanismos siguen tres etapas comunes: iniciación, propagación y terminación.Iniciación: El radical actúa como indicador adicionándose al monómero insaturado y engendrando el radical libre del monómero.Propagación: Se construye la cadena de polímero por adición consecutiva del monómero.Terminación: Se interrumpe el crecimiento de la cadena de polímero, se puede efectuar por acoplamiento de dos radicales libres; se adicionan agentes de transferencia, para regular el peso molecular del polímero.Transferencia de cadena: El polipropileno es un polímero de adición obtenido por polimeración del propileno con tetracloruro de titanio y trialquilaluminio como catalizador. Este polímero esta muy ordenado, tiene un punto de fusión alto, gran tenacidad y se moldea con facilidad; sirve para la manufactura de objetos y fibras. Otro importante polímero de adición muy conocido es el politetrafluoroetileno (Teflón), tiene una buena estabilidad térmica sobre un amplio margen de temperaturas es químicamente inerte y tiene excelentes propiedades de antifricción.Polímeros reticulares: El poliéster y poliamidas más sencillos son moléculas lineales muy largas, sin uniones que los conecten entre sí. El poliéster reticular se llaman resinas alquídicas, son materiales insolubles, rígidos y que al calentarlos no fluyen, ni se reblandecen. Estos polímeros, si se calientan por encima de su punto de fusión, sufren un cambio permanente y se transforman de modo irreversible en un sólido que no se puede volver a fundir. Se les llaman polímeros termoestables, en contraste con los polímeros termoplásticos, que se ablandan, fluyen con el calor y pueden calentarse por encima de su temperatura de fusión muchas veces sin sufrir cambios.
