Funcionalidad e isomería

Funcionalidad

Para polimerizar un monómero deben existir dos enlaces químicos activos. Cuando un monómero posee tales enlaces químicos activos puede reaccionar con otros dos monómeros y por sucesivas uniones de otros monómeros del mismo tipo se puede formar una cadena larga de un polímero lineal. Si el monómero posee más de dos lugares activos, la polimerización puede tener lugar en más de dos direcciones y de este modo se abre la posibilidad a distribuciones en redes tridimensionales.

Él número de enlaces activos que posee un monómero se llama funcionalidad del monómero. Un monómero que utilice dos enlaces activos para la polimerización de cadenas largas se llama bifuncional, el monómero que utilice los tres enlaces activos para formar un material polimérico en red se denomina trifuncional.

-Los monómeros con una funcionalidad inferior a 2 forman macromoléculas con masa molecular débil.Sin embargo, aunque la funcionalidad sea dos se pueden forman estructuras cíclicas.

-Los monómeros con una funcionalidad igual a 2 forman polímeros lineales o ramificadas. Las masas moleculares son grandes: son los termoplásticos. Pueden ser amorfos o “semicristalinos”. En la polimerización por etapas puede tener lugar la ramificación, a pesar de que solo existen monómeros bifuncionales. La ramificación, en general, dificulta la densidad del polímero, al hacer más difícil la acomodación de las cadenas entre sí, también produce una disminución del grado de cristalinidad y de la resistencia mecánica y de la rigidez, pero por otro lado aumenta tanto la resistencia al impacto como el alargamiento.

-Los monómeros con una funcionalidad superior a 2 forman redes tridimensionales. Son los termoestables.Un ejemplo de un polímero de una funcionalidad mayor que dos es el caucho, que forma una estructura ramificada, ya que el crecimiento se puede producir en diferentes direcciones del espacio.

Ejemplo: caucho → caucho vulcanizado → ebonita

La A* es trifuncional

Las variedades obtenidas a partir del caucho por vulcanización, se diferencian en que aumenta el grado de ramificación (entrecruzamiento).

Isomería

La isomería es un fenómeno muy frecuente en química orgánica, por la que pueden existir sustancias diferentes pero con la misma fórmula química y masa molecular. Existen diferentes tipos:

1. Isomería: Los polímeros isómeros son polímeros que tienen esencialmente la misma composición de porcentaje, pero difieren en la colocación de los átomos o grupos de átomos en las moléculas. La isomería se clasifica de la siguiente forma:
   
   1. Isomería Plana: Los isómeros difieren en el orden de sus enlaces
      
      1. Isómeros de cadena: Poseen fórmulas moleculares idénticas, igual función química, pero distinta forma del esqueleto carbonado
         
      2. Isómeros de posición: Poseen fórmulas moleculares idénticas, igual función química, pero la ubicación del grupo funcional en la cadena carbonada difiere.
         
   2. Isomería secuencial: Los polímeros isómeros del tipo vinilo pueden diferenciarse en las orientaciones relativas (cabeza a cola, cabeza a cabeza, cola a cola, o mezclas al azar de las dos.)
      
      1. Uniones cabeza-cola
         
      2. Uniones cabeza-cabeza / cola-cola
         
2. Isomería estructural: La isomería cis-trans puede ocurrir, y probablemente ocurre, para cualquier polímero que tenga ligaduras dobles distintas a las que existen en los grupos vinilo pendientes (los unidos a la cadena principal).
   
   1. Forma trans 1,4: Se conectan el carbono 1 y el 4 a las otras cadenas. En la forma "trans" CH3 y H están colocados en sitios contrarios. Por ello, no puede vulcanizarse.
      
   2. Forma cis 1,4: En la forma "cis" el CH₃3 y H están colocados en el mismo lado. Este tipo sí puede vulcanizar.
      
3. Estereoisomería: Poseen fórmulas moleculares idénticas. Los átomos están unidos en el mismo orden dentro de las moléculas y éstas se diferencian únicamente por la disposición espacial de sus átomos. Da la característica de tacticidad (atáctico, sindiotáctico e isotáctico). El término tacticidad se refiere al ordenamiento espacial de las unidades estructurales.
   $\mathrm {CH_{2}{=}CCH_{3}{-}CH{=}CH_{2}\,}$
   1. Isotáctico: Todos los constituyentes del mismo lado de la cadena.
      
   2. Sindiotáctico: ♦Grupos están alternadamente a un lado u otro de la cadena.
      
   3. Atáctico: Los grupos están aleatoriamente a un lado u otro de la cadena.