1. Guía de Materia
Química
Polímeros orgánicos e inorgánicos,
sintéticos y naturales

2. Los polímeros se definen como macromoléculas constituidas por unidades estructurales menores,
denominadas monómeros, que se repiten sucesivamente.
Los monómeros, que están formando un polímero, pueden ser iguales o diferentes y se unen entre si por
enlaces covalentes, el proceso de formación corresponde a la polimerización. Dependiendo el número de
monómeros que forme el polímero, éste recibe el nombre de dímero, trímero o tetrámero, si contiene 2, 3
ó 4 monómeros, respectivamente.
1. Clasificación de Polímeros
Los polímeros se pueden clasificar según distintos criterios, algunas de las clasificaciones que
podemos encontrar son:
1.1 Formación
 Polímeros de adición: se forman en una reacción de adición, a partir de un único monómero.
Ejemplo:
 Polímeros de condensación: se forman en una reacción de condensación, en la que se elimina
una molécula, que generalmente es agua. También se constituyen por un solo monómero.
Ejemplo:
nC 6 H12 O 6 (C 6 H10 O 5 )n nH 2 O
- glucosa Almidón
(monómero) (polímero de condensaci ón)
 Copolímeros: se forman en reacciones de adición o condensación, pero a partir de más de un
monómero.
Ejemplo: Baquelita
1.2 Composición química
 Polímeros orgánicos: constituidos por cadenas hidrocarbonadas o derivados de ella.
Ejemplo: Silicona.
 Polímeros inorgánicos: constituidos por monómeros poseen elementos distintos de carbono.
Ejemplo: PVC, polietileno.
1.3 Origen
 Polímeros naturales: son parte de los seres vivos.
Ejemplo: Caucho, seda, proteínas, ADN.
 Polímeros de transformación o semi sintéticos: son aquellos formados a partir de polímeros
naturales.
Ejemplo: Caucho vulcanizado, rayón.
 Polímeros artificiales o sintéticos: son aquellos sintetizados en un laboratorio o industria
química, a partir de la polimerización de unidades monoméricas específicas.
Ejemplo: Polietileno obtenido de la polimerización del etileno.
1.4 Estructura de la cadena
 Polímeros lineales: la polimerización es en una sola dirección.
 Polímeros ramificados: los monómeros no sólo reaccionan en los extremos de la cadena, sino
también en posiciones intermedias.
 Polímeros entrecruzados: dos o más cadenas lineales se unen en distintas partes, formando
una especie de enrejado.
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3. 2. Algunos Polímeros Naturales de uso común
2.1 Caucho
El caucho natural se obtiene a partir de la savia o látex de muchas especies vegetales tropicales,
aunque la mayor parte de la producción mundial proviene de la Hevea brasilensi. En cuanto a su
composición química es un polímero de adición del isopreno (ver Figura 1), el que se genera por el
calentamiento de la savia en ausencia de oxígeno.
La alta resistencia mecánica hace del caucho natural un polímero de importancia comercial, en la
producción de distintos objetos que requieren esta propiedad; sin embargo, tiene una desventaja asociada
a su viscosidad que hace que se ablande con el aumento de temperatura y al enfriarse se endurezca.
Figura 1. Formación y estructura del caucho natural.
2.2 Almidón
El almidón es un polisacárido sintetizado en los vegetales como elemento de reserva
energética, a partir del CO2, el aire y el agua absorbida del suelo. En cuanto a su estructura química, es
un polímero de condensación, en la cual se unen moléculas de -glucosa con eliminación de agua.
El almidón está presente en diversos alimentos como las pastas y el pan, cuya materia prima,
la harina, proviene de vegetales ricos en almidón como el trigo, maíz, arroz, etc.
2.3 Celulosa
La celulosa es una macromolécula presente en todos los vegetales, de ahí que sea la más
abundante en la biomasa terrestre. En cuanto a su constitución química, es un polímero de -glucosa,
originado por condensación, con la eliminación de agua.
Algunos de sus usos más comunes son la producción de madera y papel.
3. Proteínas
Las proteínas son polímeros de gran importancia en la química de los seres vivos, dadas sus
diversas funciones en los procesos biológicos, constituyendo más del 50% del peso seco de la célula.
En relación a su constitución química, la unidad básica de las proteínas son los aminoácidos, los
cuales están formados por un grupo amino y otro carboxilo.
Dentro de las funciones que realizan las proteínas están:
 Estructural: en la fibroína de la seda y la queratina.
 Regulación del pH de la sangre: como electrolitos anfóteros.
 Coagulación de la sangre
 Anticuerpos
 Transporte de oxígeno.
 Catálisis de reacciones biológicas: Enzimas.
3.1 Aminoácidos
Como se mencionó anteriormente los aminoácidos, son las unidades estructurales de las
proteínas, formados por un grupo amino (NH2) y un grupo carboxilo (COOH); su estructura se observa en
la Figura 2. Los aminoácidos se unen entre sí por un enlace de tipo covalente denominado enlace
peptídico (Figura 3), que al formarse libera una molécula de agua y un péptido, cuya unión de varias
unidades forma la cadena polipeptídica.
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4. Figura 2. Estructura general de los Figura 3. Esquema enlace peptídico.
Aminoácidos.
En la naturaleza existen 20 tipos de aminoácidos diferentes, de los cuales ocho se denominan
esenciales, debido a que sólo bacterias y vegetales son capaces de sintetizarlos; por lo tanto los animales
y seres humanos deben incorporarlos a través de los alimentos; mientras que el resto pueden ser
sintetizados en todos los organismos vivos; en la Tabla 1 se indica esta clasificación.
Tabla 1. Aminoácidos y sus derivaciones.
Aminoácidos Esenciales Aminoácidos Comunes
Fenilalanina (Phe) Ácido aspártico (Asp)
Isoleucina (Ile) Ácido glutámico (Glu)
Leucina (Leu) Alanina (Ala)
Lisina (Lys) Arginina (Arg)
Metionina (Met) Asparagina (Asn)
Treonina (Thr) Cisteína (Cys)
Triptófano (Trp) Glicina (Gly)
Valina (Val) Glutamina (Gln)
Histidina (His)
Prolina (Pro)
Serina (Ser)
Tirosina (Tyr)
3.2 Estructura de las Proteínas
 Primaria: estructura en que los aminoácidos se organizan en la secuencia lineal de la cadena
polipeptídica. (Figura 4)
Figura 4. Estructura primaria de una proteína.
 Secundaria: corresponde al ordenamiento espacial, estable, de aminoácidos cercanos de la
cadena polipeptídica. Se conocen dos tipos de estructura secundara, la hélice y la lámina
plegada . (Figura 5)
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5. Figura 5. Estructuras secundarias de las proteínas. En la
Figura 5a está el tipo -hélice y en la 5b el -laminar.
 Terciaria: corresponde a la disposición espacial en que la proteína se enrolla sobre sí misma,
producto de interacciones entre los aminoácidos que la forman, adoptando una configuración
tridimensional globular (Figura 6), la que facilita la solubilidad en agua, así como algunas
funciones importantes de las proteínas como las de transporte, hormonales y enzimáticas.
Figura 6. Estructura Terciaria.
 Cuaternaria: corresponde a la estructura que se origina cuando varias cadenas polipeptídicas se
unen por interacciones débiles, formando un complejo proteico (Figura 7). Un ejemplo de esta
estructura se da en la hemoglobina.
Figura 7. Estructura Cuaternaria.
3.3 Clasificación de las Proteínas
 Proteínas fibrosas: son aquellas formadas por cadenas polipeptídicas orientadas en paralelo a lo
largo de un eje lineal, constituyendo fibras o láminas muy resistentes e insolubles en agua.
Ejemplo: -queratina: proteína que forma el pelo.
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6. Fibroína: proteína de la seda.
 Proteínas globulares: los polipéptidos que las forman están orientados en una estructura
esférica compacta.
Ejemplo: Enzimas
Hormonas
3.4 Desnaturalización de las Proteínas
Las estructuras secundarias y terciarias de las proteínas se forman por enlaces de hidrógeno,
puentes salinos y puentes disulfuro, los dos primeros son débiles, lo que puede ocasionar, bajo
determinadas condiciones, la desnaturalización o denaturación de las proteínas, proceso que involucra
cambios en la disposición espacial de la cadena polipeptídica, dentro de la molécula, desordenando su
estructura.
La desnaturalización de las proteínas puede ocurrir por efectos físicos o químicos como la
temperatura, pH, tratamientos mecánicos, disolventes orgánicos, irradiación, iones metálicos de calcio y
magnesio o soluciones acuosas de compuestos orgánicos como la urea. Otro antecedente de éste
fenómeno es que puede ser reversible o irreversible, lo cual tiene gran importancia, dado que la
desnaturalización cambia las propiedades y funciones de las proteínas. Es así como algunos de los
efectos de este proceso son:
- Disminución de la solubilidad.
- Pérdida de la actividad biológica.
- Aumento de la viscosidad.
- Aumento de la sensibilidad frente a agentes de riesgo para los enlaces peptídicos.
4. Ácidos Nucleicos
Los ácidos nucleicos son moléculas que permiten el almacenamiento de la información genética,
de hecho los que se conocen son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN), el
primero contiene la información genética requerida para la síntesis de proteínas y el ARN la de cada
organismo.
La unidad estructural de los ácidos nucleicos son los nucleótidos, los que están compuestos de:
 Bases Nitrogenadas: se clasifican en dos grupos: púricas y pirimidínicas, como se
observa en la Figura 8. Las bases adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G) están
presentes en el ADN, mientras que en el ARN, se mantienen exceptuando la timina que
se sustituye por uracilo (U).
Figura 8. Bases Nitrogenadas, en la figura 7a están las púricas y en la 7b
las pirimídinicas.
 Pentosas: son mosacáridos de cinco átomos de carbono, con grupos hidroxilos y un
grupo carbonilo. La pentosa del ADN es la desoxirribosa y la del ARN es la ribosa, la
diferencia entre ambas es que la primera tiene un oxígeno de más, lo cual impide que el
ARN sea una molécula doble hebra, factor importante desde el punto de vista funcional.
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7.  Grupo Fosfato: grupo por medio del cual se establece el enlace fosfodiester (Figura 9)
entre el carbono 3`de la pentosa y el carbono 5`de la pentosa siguiente, de este modo, el
enlace fosfodiester permite la unión entre nucleótidos.
Figura 9. Esquema enlace fosfodiester.
4.1 ADN (Ácido Desoxirribonucleico)
Bases nitrogenadas: A, G, C y T
Pentosa: desoxirribosa.
El ADN es una larga cadena no ramificada, su estructura fue descubierta por Watson y Crick en 1953,
quienes establecieron que:
 La molécula de ADN está formada por dos hebras de desoxirribo nucleótidos, las que se enrollan
hacia la derecha formando una hélice. Las hebras son antiparalelas, una va en sentido 5` 3` y
la otra 3` 5`.
 Las bases nitrogenadas se ubican hacia el interior de la hélice.
 Las dos hebras se mantienen unidas por puentes de hidrógeno, que unen la adenina con timina y
la guanina con la citosina (púrica con pirimídica), las dos primeras se unen a través de dos
puentes de hidrógeno y las otras por tres puentes de hidrógeno.
4.2 ARN (Ácido Ribonucleico)
Bases Nitrogenadas: A, G, C y U
Pentosa: ribosa
El ARN es una molécula de una sola hebra, la cual puede plegarse sobre si misma, formando
asas de doble hebra, como es el caso del ARN de transferencia.
Existen tres tipos de ARN, los que participan en el proceso de síntesis de proteínas:
 ARN mensajero (ARNm): transporta la información genética copiada desde el ADN hasta
el sitio de síntesis proteica.
 ARN de transferencia (ARNt): encargado de leer el mensaje del ARNm para ubicar el
aminoácido que corresponde.
 ARN ribosomal (ARNr): junto a algunas proteínas forma el ribosoma, sitio del citoplasma
donde ocurre la síntesis de proteínas.
4.3 Síntesis de Proteínas
La síntesis de proteínas es un proceso que se realiza en etapas descritas por el dogma central de
la biología:
1) Transcripción: se inicia en el interior del núcleo donde una de las hebras del ADN se
transforma en ARN, reemplazando desoxirribosa por ribosa y timina por uracilo; este
proceso se denomina transcripción, ya que la información almacenada en el ADN (gen)
es transcrita a ARNm.
2) Unión ARNm-ribosomas: después de sintetizado el ARNm sale del núcleo al citoplasma
donde se une a los ribosomas.
3) Síntesis o Traducción: el ARNm es traducido por los ARNt, generando la síntesis de la
cadena polipeptídica, esto ocurre cuando los aminoácidos son transportados por el ARNt,
específico para cada uno, y los traslada hasta el ARNm, donde se aparean el codón de
este último y el anticodón del ARNt, como se muestra en la Figura 10.
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8. Figura 10. Proceso de traducción de proteínas.
La proteína sintetizada depende de las secuencia específica de tres bases denominada codón, cada uno
de éstos, corresponde a un aminoácido. De este modo, y sabiendo que hay cuatro bases nitrogenadas, se
tienen 64 codones posibles (ver Tabla 2), eso si hay que considerar que sólo 20 aminoácidos están
presentes en las proteínas.
Tabla 2. 64 codones posibles por la combinación de 3 bases
nitrogenadas.
5. Polímeros Artificiales o Sintéticos
Como se mencionó anteriormente los polímeros artificiales son aquellos sintetizados en un laboratorio o
industria química, a partir de la polimerización de unidades monoméricas específicas.
5.1 Clasificación
Según sus propiedades físicas, que determina su función, se pueden clasificar en:
 Termorrígidos: aquellos que conservan su forma después de ser moldeados a cierta
temperatura.
Ejemplo: Baquelita
 Termoplásticos: polímeros que pueden alterar su forma con cambios de temperatura. Ésta
clasificación incluye a los plásticos, que se definen como polímeros orgánicos que pueden ser
moldeados.
Ejemplo: Polietileno
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9.  Elastómeros: pueden recuperar su forma, en caso que ésta sea alterada.
Ejemplo: Caucho vulcanizado
Neopreno
 Fibras: poseen la forma de hilos y se producen al fundir un polímero y hacerlo pasar por un
orificio muy pequeño de una matriz, mientras, simultáneamente, se aplica estiramiento.
5.2 Algunos Polímeros Artificiales de uso común
Dentro de los Elastómeros se tiene:
 Caucho Vulcanizado: a través de la vulcanización se logra dar mayor estabilidad, ante los
cambios de temperatura, al caucho natural, dando origen al caucho sintético. Este proceso
implica la adición de azufre al caucho natural, permitiendo que éste recupere su forma inicial si se
somete a un cambio drástico producto del estiramiento, es decir se obtiene un producto resistente
y elástico. La vulcanización es un procedimiento muy utilizado en la fabricación de neumáticos y
otros objetos.
Dentro de los plásticos se tienen:
 Polietileno: polímero del etileno. Tiene múltiples usos, algunos son:
Aislante eléctrico.
Fabricación de vasos.
Envases de aceite, bebidas, lácteos, etc.
Bolsas.
 Polipropileno: polímero del propeno. Algunos de sus usos son:
Fabricación de asientos y sillas.
Tapas de botellas.
Bolsas.
Vasos desechables.
 PVC (polivinyl cloruro): polímero del cloruro de vinilo. Pueden ser usado en:
Construcción de tuberías, ductos y canales.
Botellas.
Revestimiento de cables.
Envases y calugas de shampoo.
 Nylon: copolímero de condensación de diaminas con ácidos dicarboxílicos. Algunos de sus usos
más comunes son:
Válvulas de aerosoles.
Fabricación de cuerdas y paracaídas.
Fibras textiles.
Secador de pelo.
 Poliestireno: polímero de adición del estireno. Puede ser usado en:
Importante aislante térmico.
Ampliamente usado en materiales de embalaje.
Equipos eléctricos.
Fabricación de platos y vasos térmicos.
 Poliéster: copolímero de condensación de diácidos carboxílicos con dialcoholes.
Fabricación de tejidos.
Construcción de carrocerías.
Envases para alimentos.
 Teflón: polímero de adición del tetrafluoreteno o tetrafluoretileno, resistente a la corrosión y con
propiedades antiadherentes. Algunos de sus usos son:
Revestimiento de sartenes y otros utensilios de cocina.
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