Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Mecanismo de polimerización


La polimerización es un proceso químico que une pequeñas moléculas, conocidas como monómeros, en una cadena covalentemente unida o red. El macromolécula resultante se llama polímero. Comprender la polimerización es importante en la química orgánica, ya que los polímeros desempeñan papeles importantes en una variedad de industrias, desde plásticos hasta productos farmacéuticos.

Polimerización por adición

La polimerización por adición, también conocida como polimerización por crecimiento en cadena, implica la adición secuencial de unidades monoméricas a una cadena en crecimiento. Este tipo de polimerización avanza a través de diferentes mecanismos, como la polimerización radical, catiónica o aniónica, dependiendo de la naturaleza del iniciador utilizado.

Polimerización radical

La polimerización radical es uno de los tipos más comunes de polimerización por adición. Utiliza radicales libres para iniciar una reacción en cadena. Este mecanismo involucra tres pasos principales: iniciación, propagación y terminación.

Iniciación

comienza con la formación de radicales libres a partir de las especies iniciadoras. Por ejemplo, el peróxido de benzoilo puede descomponerse para formar dos radicales de benzoilo:

(C6H5CO)2O2 → 2C6H5CO•

Una vez generados, estos radicales libres reaccionan con unidades monoméricas para formar radicales de carbono reactivos. Por ejemplo, si el monómero es estireno:

C6H5CO• + CH2=CHC6H5 → C6H5CO-CH2-CH•C6H5

Propagación

En la fase de propagación, el radical formado reacciona con otro monómero, uniéndose a la cadena y finalmente formando un nuevo radical:

C6H5CO-CH2-CH•C6H5 + CH2=CHC6H5 → C6H5CO-CH2-CH(CH2-CH•C6H5)C6H5

Cierre

La terminación ocurre cuando los extremos de las dos cadenas parentales se unen, terminando efectivamente el crecimiento de la cadena. Pueden ocurrir varias combinaciones, incluyendo desproporción y combinación:

Combinación: C6H5CO-CH2-CH•C6H5 + C6H5CO-CH2-CH•C6H5 → C6H5CO-CH2-CH(CH2-CHC6H5)-CH2-CHC6H5

Aquí hay un ejemplo visual simple:

Polimerización catiónica

La polimerización catiónica involucra iniciadores electrofílicos para formar polímeros a partir de monómeros. Los monómeros comúnmente utilizados incluyen isobutileno y estireno. Este tipo también tiene tres pasos principales: iniciación, propagación y terminación.

Iniciación

En la polimerización catiónica, un ácido fuerte dona un protón al monómero, formando un carbocatión:

H+ + CH2=CHC6H5 → CH3-CH+CH2-C6H5

Propagación

El carbocatión se conecta al doble enlace de los monómeros siguientes:

CH3-CH+CH2-C6H5 + CH2=CHC6H5 → CH3-CH(CH2-CH+CH2-C6H5)-CH2-C6H5

Cierre

La terminación puede ocurrir por combinación con aniones o a través de una reordenación interna:

CH3-CH+CH2-C6H5 + X- → CH3-CHXCH2-C6H5

Polimerización aniónica

La polimerización aniónica se caracteriza por el uso de un nucleófilo como iniciador. Es particularmente efectiva con monómeros retiradores de electrones, como el estireno. Este método también sigue los pasos de iniciación, propagación y terminación.

Iniciación

En la polimerización aniónica, un nucleófilo como un compuesto organolítio inicia el proceso:

C4H9Li + CH2=CHC6H5 → C4H9-CH2-CH-LiC6H5

Propagación

El anión se adhiere al doble enlace del monómero siguiente, continuando el crecimiento de la cadena:

C4H9-CH2-CH-LiC6H5 + CH2=CHC6H5 → C4H9-CH2-CH(CH2-CH-LiC6H5)-CH2-C6H5

Cierre

La polimerización aniónica puede controlarse para minimizar los eventos de terminación, a menudo resultando en polímeros "vivos" que continúan creciendo hasta que ocurre un paso de terminación, como la protonación.

C4H9-CH2-CH-LiC6H5 + CH3OH → C4H9-CH2-CH(OH)-CH2-C6H5

Polimerización por condensación

La polimerización por condensación, también llamada polimerización por crecimiento por pasos, implica la unión de unidades monoméricas a través de una reacción que típicamente libera una pequeña molécula como agua o metanol. Estas reacciones a menudo involucran monómeros bi-funcionales o tri-funcionales.

Construcción de poliéster

Un ejemplo clásico de polimerización por condensación es la producción de poliéster. La reacción de un diol con un diácido generalmente forma un poliéster y agua:

HO-R-OH + HOOC-R'-COOH → H[ORO-OC-R'-COO]nH + (n-1)H2O

Construcción de poliamida

Las poliamidas, como el nylon, son otro ejemplo. Se forman a través de la reacción entre una diamina y un diácido:

H2N-R-NH2 + HOOC-R'-COOH → [NH-R-NHC(O)R'-C(O)]n + (n-1)H2O

Este proceso puede resumirse en una secuencia visual:

Polimerización por apertura de anillos

La polimerización por apertura de anillos involucra la apertura de monómeros cíclicos para formar polímeros lineales. Puede considerarse una forma el polimerización por crecimiento en cadena, especialmente cuando es iniciada por radicales o especies iónicas.

Ejemplos de polimerización por apertura de anillos

Un ejemplo típico involucra la polimerización de óxido de etileno para formar polietilenglicol:

CH2CH2O (cíclico) → (-CH2CH2O-)n (lineal)

Mecanismo

Este mecanismo se inicia rompiendo los anillos bajo condiciones específicas, permitiendo que la cadena crezca a medida que cada anillo se abre y se conecta al extremo de la cadena.

Copolímeros

Los copolímeros son polímeros derivados de dos o más especies de monómeros diferentes. Los ejemplos incluyen el caucho de estireno-butadieno, que se beneficia de las propiedades de ambos compuestos.

Tipos de copolímeros

  • Copolímero aleatorio: Los monómeros están dispuestos en un orden aleatorio.
  • Copolímero en bloque: Grandes bloques de cada tipo de monómero están unidos entre sí.
  • Copolímero alternante: Los monómeros se alternan en secuencia.
  • Copolímero injertado: Una cadena principal de un tipo de monómero se injerta en la cadena principal de otro tipo.

Por ejemplo, un copolímero en bloque:

(AAABBB)n

Una representación simple de un copolímero en bloque:

Bloque A Bloque B

Resumen

La polimerización es un proceso clave en la química orgánica, esencial para la producción de muchos materiales. Comprender los diferentes mecanismos ayuda a diseñar polímeros a medida para aplicaciones específicas. Diferentes tipos de polímeros, como homopolímeros y copolímeros, permiten la personalización de propiedades de materiales, lo que tiene profundas implicaciones en diversas industrias.


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Mecanismo de polimerización

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