Química Orgánica Aplicada a Ingeniería

Materiales Modernos

Avelina Sánchez Ortiz
Mario Daniel Cervantes
Guerrero
Miguel Ángel Acosta García
Edgar Viveros Llamas
Edgar René Soforo Medrano
Juan Pablo Ortega Márquez

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Cristales Líquidos

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Polímeros

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Biomateriales

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Materiales Cerámicos

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Súper Conductores

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Películas Delgadas

Cristales Líquidos
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Cuando un sólido se calienta hasta su punto de fusión, la
energía térmicaagregada vence las atracciones
intermoleculares que confieren un orden molecular al
sólido. El líquido que se forma se caracteriza por la
orientación aleatoria de las moléculas y un movimiento
molecular considerable. Algunas sustancias, empero,
exhiben un comportamiento más complejo cuando su fase
sólida se calienta.

En 1888, Frederick Reinitzer, un botánico
austriaco, descubrió que un compuestoorgánico que estaba estudiando, el
benzoato de colesterilo, tenía
interesantes e inusitadas propiedades. Al
calentarse, la sustancia funde a
145ºC para formar un líquido lechoso
viscoso, y a 179ºC el líquido
repentinamente se vuelve
transparente. Cuando la sustancia se
enfría, se observa el proceso inverso: el
líquido transparente se vuelve
lechoso a 179ºC (en la figura a la
derecha) y el líquidolechoso
solidifica a 145ºC. El trabajo de
Reinitzer representa el primer informe
sistemático de lo que ahora conocemos
como un cristal líquido.

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En lugar de pasar directamente de la fase sólida a la
fase líquida al calentarse, algunas sustancias, como
el benzoato de colesterilo, pasan por una fase
líquido-cristalina intermedia que posee algo de la
estructura de los sólidos y algo de lalibertad de
movimiento que tienen los líquidos.

Tipos de fases líquidocristalinas

En la fase líquido-cristalina
nemática, las moléculas están
alineadas a lo largo de
sus ejes longitudinales, pero no
hay ningún ordenamiento
respecto a los extremos
de las moléculas (la figura “b”).
El acomodo de las moléculas es
similar al de un puñado de
lápices cuyos extremos no están

En las fases líquidocristalinasesmécticas, las
moléculas presentan un
ordenamiento
adicional más allá del de la
fase nemática. Las fases
esmécticas se parecen a
un puñado de lápices cuyos
extremos están casi alineados.

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El doble enlace C=N y los anillos bencénicos

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Contienen grupos polares

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pueden girar sobre su eje y deslizarse unas sobre
otras de forma paralela

Los Polímeros
La materia está formada por moléculasque pueden ser
de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas
polímeros.
Los polímeros se producen por la unión de cientos de
miles
de
moléculas
pequeñas
denominadas
monómeros que forman enormes cadenas de las
formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras
tienen ramificaciones. algunas más se asemejan a las
escaleras de mano y otras son como redes
tridimensionales.La mayoría de las sustancias orgánicas presentes en la
materia viva, como las proteínas, la madera, la quitina,
el caucho y las resinas, son polímeros; también lo son
muchos materiales sintéticos como los plásticos, las
fibras (véase Nailon; Rayón), los adhesivos, el vidrio y
la porcelana.

Tipos de polímeros
En la naturaleza podemos encontrar millones de tipos
de polímeros diferentes por ejemplo los polisacáridos
(azúcares) ylos polipéptidos como la seda, la queratina
y el cabello. El caucho natural es también un polímero
natural, constituido sólo por carbono e hidrógeno.
Estos son los denominados polímeros naturales. El
monómero del que están compuestos en su mayoría es
de celulosa.

Polímeros
artificiales
Polimerización por adición:

PolimerizaciónCondensación

Un segundo tipo general de reacción que sirvepara
sintetizar polímeros con importancia
comercial es la polimerización por condensación. En
una reacción de condensación
dos moléculas se unen para formar una molécula más
grande por eliminación
de una molécula pequeña, como H2O. Por ejemplo, una
amina (un compuesto que
contiene el grupo NH2) reacciona con un ácido
carboxílico (un compuesto que contiene
el grupo COOH) para formar un enlace...