Polímeros naturales: definición, tipos y ejemplos
¿Qué es un polímero?
¿Alguna vez ha montado en bicicleta o incluso en motocicleta? Una parte esencial de la bicicleta es la cadena, que impulsa la rueda trasera. Las cadenas se utilizan mucho en maquinaria e incluso en joyería, como pulseras o collares. Todas las cadenas comparten en común una estructura de eslabones. Estos enlaces son unidades repetidas con estructura similar o idéntica unidas de alguna manera. Piense en un tren largo con muchos vagones similares.
Las cadenas enlazadas también son importantes en química. Un polímero es una cadena de unidades repetidas. La palabra proviene del griego, polu que significa ‘muchos’ y meros que significa ‘compartir’. Las unidades que componen los polímeros se denominan monómeros . La unidad de la mayoría de los polímeros naturales es típicamente una ‘molécula orgánica’, que por lo tanto contiene carbono, la materia de la que estamos hechos tú, yo y todos los seres vivos.
Tipos de polímeros
Los polímeros se forman mediante el proceso de polimerización , donde los monómeros se unen para formar la cadena, como unir perlas en una cuerda. La polimerización generalmente ocurre solo en presencia de un catalizador . Las unidades de polímeros pueden ser simples o complejas. La longitud de una cadena de polímero puede ser larga o corta. Los químicos reconocen dos categorías principales de polímeros, polímeros de adición y polímeros de condensación.
La polimerización por adición ocurre debido a una reacción de adición en la que los monómeros se unen sin perder átomos. Esto sucede con los monómeros que tienen dobles enlaces, típicamente moléculas de carbono insaturadas. (Un compuesto saturado solo tiene enlaces simples). Durante la reacción, los enlaces dobles se abren, lo que permite que los monómeros formen una cadena larga y continua. La industria química utiliza ampliamente la polimerización por adición para crear polímeros sintéticos, muchos de los cuales no son biodegradables.
La polimerización por condensación ocurre cuando los monómeros se unen pero pierden algunas moléculas como subproductos. Esto sucede cuando reaccionan monómeros que tienen dos grupos funcionales , o un grupo distinto de átomos dentro de una molécula. La molécula que se pierde a menudo es agua, que se condensará si las condiciones son las adecuadas, de ahí el nombre.
¿Qué polímeros ocurren naturalmente?
La mayoría de las estructuras de los seres vivos están compuestas por polímeros naturales. Hay tres tipos principales. Uno, polinucleótidos , que son cadenas de nucleótidos. Dos, poliamidas , que son cadenas de proteínas. Y tres, polisacáridos, que son cadenas de azúcares.
Probablemente ya conozca al menos un polímero natural: ADN o ácido desoxirribonucleico. ¡No estarías aquí sin él! La molécula de ADN está formada por monómeros llamados nucleótidos. Los monómeros se unen mediante una reacción de condensación, de modo que muchos nucleótidos se unen en una cadena para formar la molécula de polímero de ADN, por lo que se le llama polinucleótido.
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Cuando te cortas las uñas o te peinas el cabello, estás tratando con otro polímero natural, la queratina. La queratina se encuentra entre las proteínas más abundantes en el ser humano. Los monómeros de queratina son aminoácidos, que forman la estructura primaria de todas las proteínas, un segundo grupo de polímeros naturales.
Las proteínas son polímeros de condensación hechos de monómeros de aminoácidos. El grupo funcional -NH2 de un aminoácido reacciona con el grupo funcional -COOH de otro aminoácido, formando un enlace peptídico , -CO-NH-. El enlace peptídico también se denomina enlace amida, por lo que las proteínas también se denominan poliamidas.
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El tercer tipo de polímeros naturales son los polisacáridos. Estos están hechos de las cosas con las que tenemos una relación de amor-odio: azúcar, o en lenguaje químico, carbohidratos. Sabes sobre el azúcar de mesa, por supuesto. La molécula de azúcar de mesa es uno de los muchos tipos diferentes de monómeros de sacáridos. Su nombre químico es sacarosa, mientras que las moléculas relacionadas incluyen glucosa, fructosa y lactosa, entre otras. En los polisacáridos, estos monómeros están unidos por enlaces glicosídicos, que es un enlace covalente típicamente entre una molécula de azúcar o carbohidrato y otro carbohidrato.
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Los polisacáridos funcionan de diversas formas en la naturaleza. El almidón es un polisacárido que comprende monómeros de sacarosa. El almidón sirve para almacenar azúcares de alta energía. Es el ingrediente principal de los alimentos vegetales muy queridos, como las patatas, el trigo, el arroz y otros cereales. Los polisacáridos también sirven como mecanismo de reconocimiento celular. Los polisacáridos largos y complejos se erizan en la superficie celular. La combinación de varios polisacáridos es específica para cada tipo de célula. De esta forma, estos polímeros tienen un papel vital en el sistema inmunológico o, cuando las cosas van mal, en las enfermedades autoinmunes.
Otros polímeros de origen natural, además de proteínas, polinucleótidos y polisacáridos, cumplen funciones biológicas. El látex de caucho natural es un polímero que exuda un árbol después de una lesión. Esta sustancia, poliisopreno, comprende monómeros de isopreno, que están unidos por enlaces simples CH2-CH2. El caucho sintético refuerza el látex natural reticulando sus polímeros con enlaces de azufre.
Resumen de la lección
Los polímeros son moléculas de cadena larga formadas por polimerización de monómeros. Los dos tipos de reacción de polimerización son la adición y la condensación. La polimerización por adición ocurre con monómeros que tienen dobles enlaces. La polimerización por condensación ocurre cuando reaccionan monómeros con dos grupos funcionales. Estas reacciones también difieren en que las reacciones de condensación producen agua. Todos los polímeros naturales surgen a través de reacciones de condensación. Los tres grupos principales de polímeros naturales son polinucleótidos , poliamidas (o proteínas) y polisacáridos .
Notas sobre polímeros
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- Los polímeros son largas cadenas de monómeros formadas a través del proceso de polimerización.
- Hay dos tipos de polimerización: polimerización por condensación y polimerización por adición.
- Los polinucleótidos, poliamidas y polisacáridos son polímeros que se encuentran naturalmente
Los resultados del aprendizaje
Cuando haya terminado, debería poder:
- Explica qué son los polímeros y cómo se producen.
- Nombrar los tipos de polimerización que producen polímeros.
- Recuerde qué polímeros se producen naturalmente
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