1. MACROMOLÉCULAS
Unidad 09 (cont.)
1

2. 2
Contenidos (1).
1.– Tipos de polímeros según su procedencia,
composición, estructura y comportamiento
frente al calor.
2.– Copolimeización
3.– Tipos de polímerización:
3.1. Adición.
3.2. Condensación.
4.– Principales polímeros de adición: (Polietileno,
PVC, poliestireno…)
2

3. 3
Contenidos (2).
5.– Estructura molecular de los polímeros .
4.1. Polímerización cis-trans. Caucho.
3.2. Estereopolimerización.
6.– Tipos de polímeros de condensación:
(politelienglicol, siliconas, baquelita,
poliésteres, poliamidas (Nailon).
7.– Biopolímeros (Carbohidratos, proteínas y
ácidos nucleicos.
3

4. 4
Polímeros o macromoléculas
• Son moléculas muy grandes, con una masa
molecular que puede alcanzar millones de UMAs
que se obtienen por la repeticiones de una o más
unidades simples llamadas “monómeros” unidas
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.
4

5. 5
Tipos de macromoléculas
• Naturales: • Artificiales:
– Caucho – Plásticos
– Polisacáridos. – Fibras textiles
• Almidón. sintéticas
• Celulosa. – Poliuretano
– Proteínas. – Baquelita
– Ácidos nucleicos
5

6. 6
Tipos de polímeros
• Según su composición: • Por su comportamiento
– Homopolímeros ante el calor:
Un sólo monómero – Termoplásticos
– Copolímeros Se reblandecen al calentar
Dos o más monómeros y recuperan sus
• Según su estructura: propiedades al enfriar.
– Lineales – Termoestables
– Ramificados Se endurecen al ser
enfriados de nuevo por
Si algún monómero se puede
formar nuevos enlaces.
unir por tres o más sitios.
6

7. 7
Polímeros según su naturaleza
POLÍMEROS
NATURALES
SINTÉTICOS
(Celulosa, almidón)
FIBRAS ELASTÓMEROS
PLÁSTICOS
(Naylon, tergal) (Neopreno)
TERMOPLÁSTICOS TERMOESTABLES
(Polietileno) (Baquelita)
7

8. 8
Propiedades de los polímeros
sintéticos.
• Plásticos.
– Termoplasticos: se moldean en caliente de forma
repetida.
– Termoestables: una vez moldeados en caliente,
quedan rígidos y no pueden volver a ser moldeados.
• Fibras.
– Se pueden tejer en hilos (seda).
• Elastómeros.
– Tienen gran elasticidad por lo que pueden estirarse
varias veces su longitud (caucho). 8

9. 10
Tipos de polimerización.
• Adición.
– La masa molecular del polímero es un múltiplo
exacto de la masa molecular del monómero.
• Condensación.
– Se pierde en cada unión de dos monómeros una
molécula pequeña, por ejemplo agua.
– Por tanto, la masa molecular del polímero no es
un múltiplo exacto de la masa molecular del
monómero.
10

10. 11
Reacción de adición.
• Iniciación:
CH2=CHCl + catalizador ·CH2–CHCl·
• Propagación o crecimiento:
2 ·CH2–CHCl· ·CH2–CHCl–CH2–CHCl·
• Terminación:
– Los radicales libres de los extremos se unen a
impurezas o bien se unen dos cadenas con un
terminal neutralizado. 11

11. 12
Polímeros de adición.
• MONÓMEROS • POLÍMEROS
– Eteno – Polietileno
– Propeno – Polipropileno
– cloroeteno – policloruro de vinilo
– tetraflúoreteno – teflón
– propenonitrilo – poliacrilonitrilo
– butadieno – polibutadieno
– fenileteno – poliestireno
– metacrilato de metilo – polimetilmetacrilato
– 2-clorobutadieno – neopreno 12

12. 13
Estructura y usos de algunos
polímeros de adición (1)
MONÓMERO POLÍMERO USOS PRINCIPALES
CH2=CH2 –CH2–CH2–CH2–CH2– Bolsas, botellas, juguetes...
etileno polietileno
CH2=CH–CH3 –CH2–CH–CH2–CH– Películas, útiles de cocina,
| |
CH3 CH3 aislante eléctrico...
propileno polipropileno
CH2=CHCl –CH2–CHCl–CH2–CHCl– Ventanas, sillas, aislantes.
cloruro de vinilo policloruro de vinilo
CH2=CH –CH2–CH–CH2–CH– Juguetes, embalajes
estireno aislante térmico y
acústico.
13

13. 14
Estructura y usos de algunos
polímeros de adición (2)
MONÓMERO POLÍMERO USOS PRINCIPALES
CF2=CF2 –CF2–CF2–CF2–CF2– Antiadherente, aislante...
tetraflúoretileno PTFE (teflón)
CH2=CCl–CH=CH2 –CH2–CCl=CH–CH2– Aislante térmico,
2-clorobutadieno cloropreno o neopreno neumáticos...
CH2=CH–CN –CH2–CH–CH2–CH– Tapicerías, alfombras
| |
CN CN tejidos...
acrilonitrilo poliacrilonitrilo
CH3 CH3 CH3 Muebles, lentes y equipos
| | |
CH2=C–COOCH3 –CH2–C—CH2—C— ópticos
| |
COOCH3 COOCH3
14

14. 15
Ejemplo: Una muestra de polibutadieno tiene
una masa molecular media aproximada de
10000 UMAs ¿Cuántas unidades de monómero
habrá en la muestra?
• CH2=CH–CH=CH2 ·CH2–CH=CH–CH2·
·CH2–CH=CH–CH2–CH2–CH=CH–CH2·
• Masa molecular monómero: 4·12 + 6·1 = 54 UMA
n = 10000/54 = 185
15

15. 16
Polimerización cis–trans
Monómero:
CH3 metil 1,3 butadieno
|
CH2=C–CH=CH2 (isopreno)
⇓
Polímero:
CH3 H CH3 H CH3 H
/ / /
C=C C=C C=C
/ / /
–CH2 CH2–CH2 CH2–CH2 CH2–
16
Cis–isopreno (caucho natural)

16. 17
Polimerización cis–trans
CH3
|
CH2=C–CH=CH2 metil 1,3 butadieno (isopreno)
⇓
–CH2 H
/
C=C
/
CH3 CH2–CH2 H
/
C=C
/
CH3 CH2–CH2 H
/
C=C
/ 17
Trans–isopreno CH CH –

17. 18
Polímerización estereoespecífica.
CH 3 H CH 3 CH 3 H H H CH 3
Atáctica
Atáctica
H CH 3 H H CH 3 CH 3 CH 3 H
CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3
Isotáctica
Isotáctica
H H H H H H H H
Uso de estereocatalizadores (TiCl4)
CH 3 H CH 3 H CH 3 H CH 3 H
Sindiotáctica
Sindiotáctica
H CH 3 H CH 3 H CH 3 H CH 3
18

18. 19
Principales polímeros de
condensación.
• Homopolímeros:
– Polietilenglicol
– Siliconas.
• Copolímeros:
– Baquelitas.
– Poliésteres.
– Poliamidas.
19

19. 20
Polímeros de condensación:
Polietilenglicol.
• Suele producirse por la pérdida de una
molécula de agua entre 2 grupos (OH)
formándose puentes de oxígeno.
• CH2OH–CH2OH etanodiol (etilenglicol)
⇓
• CH2OH–CH2–O–CH2–CH2OH + H2O
⇓
• ...–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O...
20

20. 21
Polímeros de condensación:
Siliconas
• Proceden de monómeros del tipo R2Si(OH)2
• Se utiliza para sellar juntas debido a su carácter
hidrofóbico.
© Ed. Santillana.
21
Química 2º Bachillerato.

21. 22
Polímeros de condensación:
La baquelita
• Se produce por copolimerización por
condensación del fenol y el metanal.
• Se utiliza como cubierta en diferentes
electrodomésticos, como televisores...
OH OH OH
+ CH2OH
H
+ HCHO +
CH2OH
22

22. 23
Polímeros de condensación:
La baquelita
OH H2 OH
OH OH OH CH 2 C CH 2
H2 H2
C C
CH 2 CH 2
CH 2 C CH 2
H2
OH OH
23

23. 24
Copolímeros de condensación:
Poliésteres
• Se producen por sucesivas reacciones de esterificación
(alcohol y ácido)
• Forman tejidos.
• El más conocido es el “tergal” formado por ácido
tereftálico (ácido p-benceno dicarboxilico) y el
etilenglicol (etanodiol).
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
24

24. 25
Copolímeros de condensación:
Poliamidas
• Se producen por sucesivas reacciones entre el grupo
ácido y el amino con formación de amidas.
• Forman fibras muy resistentes.
• La poliamida más conocida es el nailon 6,6 formado
por la copolimerización del ácido adípico (ácido
hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina
25
© Ed Santillana. Química 2º Bach

25. 26
Cuestión
Cuestión
Selectividad
Selectividad
Ejemplo: La siguientes reacciones son las de
(Junio 94)
(Junio 94) obtención de los polímeros: poliéster, neopreno y
polietileno. a) Identifique a cada uno de ellos. b) Justifique si
son polímeros de adición o de condensación;. c) Nombre cada
uno de los grupos funcionales que aparecen en sus moléculas.
d) ¿Dependen las propiedades de la longitud de la cadena? ¿Y
del grado de entrecruzamiento?
I. ...CH2= CH2 + CH2= CH2... → –CH2–CH2–CH2–CH2–
II. HOCH2 –CH2OH +HOOC– –COOH → H2O +
–CH2–CH2–OOC– –COO–CH2–CH2–OOC– –COO–
III. CH2 =CCl–CH=CH2 + CH2=CCl–CH=CH2 + ... →
26
... –CH2–CCl=CH–CH2–CH2–CCl=CH–CH2– ...

26. Cuestión
Cuestión 27
Selectividad
Selectividad
(Junio 94)
(Junio 94) Solución
• a) I = Polietileno, II = poliéster, III = neopreno
• b) El polietileno y el neopreno son polímeros de
adición pues la masa molecular del polímero es un
múltiplo exacto de la la delos correspondientes
monómeros, mientras que el nailon es de condensación
pues se elimina en cada unión una molécula de agua.
• c) = (doble enlace) ⇒ alqueno; –OH ⇒ hidroxilo
(alcohol); –COOH ⇒ ácido carboxílico;
–Cl ⇒ haluro (cloruro); –COOR (éster); fenilo ⇐ –
• d) El grado de entrecruzamiento influye mucho más
que la longitud de la cadena en las propiedades pues
crea estructura tridimensional con multitud de nuevos
enlaces que le dan consistencia al polímero. 27

27. Cuestión 28
Cuestión
Selectividad
Selectividad
(Junio 97)
Ejercicio: Dadas las siguientes estructuras
(Junio 97)
poliméricas: policloruro de vinilo; teflón
(tetrafluoretileno); cloropreno (neopreno); silicona y poliéster.
(–CH2–CH–)n; (–CH2–C=CH–CH2–)n ; (R–O–C–R–C–O–)n ;
   
Cl (I) Cl (II) O O (III)
R F F
  
(–Si–O–)n ; (–C–C–)n
  
R (IV) F F (V)
a) Asocie cada una de ellas con su nombre y escriba cuales son
polímeros elastómeros y cuales termoplásticos. b) Enumerar, al
menos un uso domestico o industrial de cada una de ellas.
c) Señale al menos dos polímeros cuyo mecanismo de
polimerización sea por adición.
28

28. 29
Solución b) Tuberías
a) I = policloruro de
vinilo (termoplástico) neumáticos
II = cloropreno
(elastómero) tejidos
III = poliéster c)
sellador antihumedad
IV = silicona
recubrimientos
V = teflón. antiadherentes
29

29. 30
Polímeros naturales
• Caucho.
• Polisacáridos. (Se forman por la condensación de
la glucosa en sus dos estados ciclados α y β).
– Almidón: por condensación dela “α-glucosa”
– Celulosa: por condensación dela “β-glucosa”
• Proteínas. Se producen por la condensación de
los aminoácidos formando dos estructuras:
– “α-hélice”: Estructura espiral
– “estructura β”: Estructura plana
• Ácidos nucleicos. Se producen por la
condensación de nucleótidos. 30

30. 31
Polisacáridos.
• Condensación de
α glucosa (almidón)
• Condensación de
β glucosa (celulosa) © Ed Santillana. Química 2º Bach.
31

31. 32
Polipéptidos (proteínas)
Estructura β
Estructura α
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
32

32. 33
Estructura de un
polinucleótido
Cada nucleótido
se forma por la
condensación de
ácido fosfórico, un
monosacárido
(ribosa o
desoxirribosa) y
una base
nitrogenada
(citosina, guanina,
adenina, timina o
uracilo).
© Ed Santillana. Química 2º Bach. 33

33. 34
Estructura del ADN.
• Citosina (C) Guanina (G)
• Adenina (A) Timina (T)
© Ed Santillana. Química 2º Bach. 34