Monómeros y polímeros
Los lípidos, los polisacáridos, las proteínas y los polinucleótidos son los principales grupos de macromoléculas que se encuentran en todos los organismos vivos. Estas moléculas gigantes llevan a cabo todas las funciones vitales que necesitan las células. Las macromoléculas intervienen en procesos como la digestión de los alimentos, el almacenamiento de información, la manipulación de la energía y el metabolismo. Son complejas y enormes asociaciones de subunidades moleculares que parecen imposiblemente difíciles de entender. Afortunadamente, todas están construidas según el mismo principio de construcción.
Los monómeros son pequeñas moléculas, en su mayoría orgánicas, que pueden unirse a otras moléculas similares para formar moléculas muy grandes, o polímeros. Todos los monómeros tienen la capacidad de formar enlaces químicos con al menos otras dos moléculas monoméricas.
Uno de los primeros seres humanos que descubrió y fabricó un polímero artificial fue el químico alemán Hans von Pechmann. Probablemente fue un accidente. En 1899 encontró una sustancia blanca, pegajosa y sospechosa en el fondo de un matraz en el que había estado intentando descomponer el diazometano. No tenía ni idea de lo que había hecho, así que encargó el análisis del material a Eugen Bamberger y Friedrich Tschirner, que encontraron largas cadenas de -CH2-, a las que llamaron “polimetileno”.
Qué es el monómero y el polímero en biología
Entre otras aplicaciones, la química orgánica ha tenido un enorme impacto en el desarrollo de los modernos materiales llamados polímeros. Muchos objetos de la vida cotidiana están compuestos por polímeros; curiosamente, también lo están varios materiales biológicos importantes.
Ahora imaginemos además que el doble enlace de la segunda molécula de etileno se abre y ataca a una tercera molécula de etileno, que también abre su doble enlace y ataca a una cuarta molécula de etileno, y así sucesivamente. El resultado final es una molécula larga y prácticamente interminable:
Esta molécula larga y casi interminable se llama polímeroUna molécula larga formada por cientos o miles de unidades repetitivas. (del griego que significa “muchas partes”). La parte original -el etileno- se llama monómeroLa unidad repetida de un polímero. (que significa “una parte”). El proceso de fabricación de un polímero se llama polimerizaciónEl proceso de fabricación de un polímero.. Un polímero es un ejemplo de macromolécula, nombre que recibe una molécula de gran tamaño.
Los polímeros simples reciben el nombre de sus monómeros; el polímero de etileno se denomina formalmente poli(etileno), aunque en el uso común, los nombres se utilizan sin paréntesis: polietileno. Como la adición de un monómero a otro forma este polímero, el polietileno es un ejemplo de un tipo de polímero llamado polímeros de adición. La figura 16.5 “Algunos monómeros y sus polímeros de adición” enumera algunos polímeros de adición y sus monómeros. Uno de ellos, el poli(óxido de etileno), no resulta de la apertura de un doble enlace sino de la apertura de un anillo en el monómero; sin embargo, el concepto de unión con otros monómeros es el mismo.
Ejemplos de monómeros en los hidratos de carbono
Aunque no te des cuenta, los polímeros están a nuestro alrededor: no sólo en nuestros juguetes, ropa y multitud de productos de plástico, sino en las cosas que comemos, e incluso en nuestro cuerpo. Pero, ¿qué son exactamente los polímeros? ¿Son lo mismo que los plásticos? ¿Cómo se fabrican? ¿Y qué tienen que ver con los clips?
Digamos que te sientes creativo y decides hacer un patrón (uno plateado, uno rojo, uno plateado) que luego repites en una larga cadena. Puede que decidas tener algunos clips adicionales que salgan de la cadena principal. O puedes pensar que un clip para colgar en la pared sería una gran idea (seamos sinceros, ¿a quién no le gustaría?) y unir varias cadenas en sentido transversal para formar una red en forma de tapete.
Al igual que los clips, los monómeros son capaces de unirse en largas cadenas. Estas cadenas pueden ser lineales, ramificadas o en red. Cuando se hace una cadena de clips, es el hilo de los clips unidos lo que mantiene unida la creación. Los monómeros se unen para formar cadenas de polímeros formando enlaces covalentes, es decir, compartiendo electrones. Otros enlaces mantienen unidos los grupos de cadenas para formar un material polimérico.
Polímeros naturales
En el mundo de las ciencias de los materiales y los plásticos, la diferencia entre monómero y polímero suele ser confusa, si no es que se confunde. Dado que los términos se relacionan con el plástico, se ven en la gama más amplia de compuestos orgánicos sintéticos o semisintéticos maleables que se moldean en objetos sólidos. No obstante, los monómeros y polímeros sintéticos desempeñaron un papel importante en la historia de los plásticos, revolucionando las ciencias de los materiales a principios del siglo XX y, en consecuencia, llegando a desempeñar un papel destacado en la economía industrial moderna. La capacidad de los químicos de diseñar moléculas sintéticas para conseguir un conjunto de propiedades deseadas, como la conductividad eléctrica, la resistencia al calor, la resistencia al impacto, la fuerza, la rigidez y la densidad, cambió el mundo.
La principal diferencia entre los monómeros y los polímeros es que los primeros son el componente necesario para formar los segundos. Los polímeros están formados por una cadena de monómeros mediante un proceso conocido como polimerización.
Un monómero es un átomo único, una pequeña molécula o un fragmento molecular que, cuando se une a tipos idénticos y similares de monómeros, forma una macromolécula más grande conocida como polímero. Los monómeros se unen para formar polímeros durante una reacción química llamada polimerización, ya que las moléculas se unen compartiendo electrones.