โครงสร้าง Hydroxyl (OH), ไอออนและกลุ่มฟังก์ชัน

กลุ่มไฮดรอกซิล (OH) คือสิ่งที่มีอะตอมของออกซิเจนและมีลักษณะคล้ายกับโมเลกุลของน้ำ มันสามารถพบได้ในกลุ่มไอออนหรืออนุมูล (OH)^·) ในโลกของเคมีอินทรีย์มันเป็นพันธะกับอะตอมคาร์บอนแม้ว่ามันจะสามารถทำได้ด้วยซัลเฟอร์หรือฟอสฟอรัส.

ในทางตรงกันข้ามเคมีอนินทรีย์มีส่วนร่วมในฐานะเป็นไฮดรอกซิลไอออน (เฉพาะไฮดรอกไซด์ไอออนหรือออกซิไดซ์) นั่นคือประเภทของการเชื่อมโยงระหว่างมันและโลหะไม่ได้เป็นโควาเลนต์ แต่เป็นอิออนหรือการประสานงาน ด้วยเหตุนี้จึงเป็น "ตัวละคร" ที่สำคัญมากซึ่งกำหนดคุณสมบัติและการเปลี่ยนแปลงของสารประกอบหลายชนิด.

ดังที่เห็นในภาพด้านบนกลุ่ม OH เชื่อมโยงกับอนุมูลอิสระที่เขียนด้วยตัวอักษร R (ถ้าเป็นแอลคิล) หรือด้วยตัวอักษร Ar (ถ้ามีกลิ่นหอม) เพื่อไม่ให้แยกความแตกต่างระหว่างสองอย่างนี้บางครั้งมันจะถูกเชื่อมโยงกับ "คลื่น" ดังนั้นขึ้นอยู่กับสิ่งที่อยู่เบื้องหลัง "คลื่น" นั้นเราพูดถึงสารประกอบอินทรีย์หรืออื่น ๆ.

กลุ่ม OH มีผลอย่างไรต่อโมเลกุลที่มันถูกเชื่อมโยง? คำตอบอยู่ในโปรตอนของมันซึ่งสามารถ "แย่ง" โดยฐานที่แข็งแกร่งในการสร้างเกลือ; พวกเขายังสามารถโต้ตอบกับกลุ่มโดยรอบอื่น ๆ ผ่านพันธะไฮโดรเจน ไม่ว่ามันจะอยู่ที่ใด.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
  • 1.1 สะพานไฮโดรเจน
• 2 ไอออนไฮดรอกซิล
• 3 ปฏิกิริยาการคายน้ำ
• 4 กลุ่มการทำงาน
  • 4.1 แอลกอฮอล์
  • 4.2 ฟีนอล
  • 4.3 กรดคาร์บอกซิลิก
• 5 อ้างอิง

โครงสร้าง

โครงสร้างของกลุ่มไฮดรอกซิลคืออะไร? โมเลกุลของน้ำเป็นเชิงมุม นั่นคือดูเหมือนว่า บูมเมอแรง. หากคุณ "ตัด" ปลายด้านใดด้านหนึ่ง - หรืออะไรที่เหมือนกันให้ลบโปรตอนออกมา - มีสองสถานการณ์ที่สามารถเกิดขึ้นได้: อนุมูลอิสระเกิดขึ้น (OH)^·) หรือไฮดรอกซิลไอออน (OH)^-) อย่างไรก็ตามทั้งคู่มีรูปทรงเรขาคณิตโมเลกุลเชิงเส้น (แต่ไม่ใช่แบบอิเล็กทรอนิกส์).

เห็นได้ชัดว่าเป็นเพราะการเชื่อมโยงอย่างง่ายปรับทิศทางอะตอมสองตัวให้อยู่ในแนวเดียวกัน แต่ไม่เหมือนกันกับวงโคจรไฮบริดของพวกมัน (ตามทฤษฎีพันธะเวเลนซ์).

ในอีกทางหนึ่งการเป็นโมเลกุลของน้ำ H-O-H และรู้ว่ามันเป็นเชิงมุมการเปลี่ยน H โดย R หรือ Ar นั้นมาจาก R-O-H หรือ Ar-O-H ตรงนี้ภูมิภาคที่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับอะตอมทั้งสามนั้นมีรูปทรงเรขาคณิตโมเลกุลเชิงมุม แต่ที่ทั้งสองอะตอม O-H นั้นเป็นเส้นตรง.

สะพานไฮโดรเจน

กลุ่ม OH ช่วยให้โมเลกุลที่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันผ่านพันธะไฮโดรเจน ด้วยตัวเองพวกเขาไม่แข็งแรง แต่เมื่อจำนวน OH เพิ่มขึ้นในโครงสร้างของสารประกอบผลกระทบของพวกเขาทวีคูณและสะท้อนให้เห็นในคุณสมบัติทางกายภาพของเดียวกัน.

เนื่องจากสะพานเหล่านี้ต้องการให้อะตอมของพวกเขาพบกันดังนั้นอะตอมออกซิเจนของกลุ่ม OH จะต้องเกิดเป็นเส้นตรงกับไฮโดรเจนของกลุ่มที่สอง.

สิ่งนี้ส่งผลให้มีการจัดเรียงเชิงพื้นที่ที่เฉพาะเจาะจงเช่นที่พบภายในโครงสร้างของโมเลกุล DNA (ระหว่างฐานไนโตรเจน).

นอกจากนี้จำนวนของกลุ่ม OH ในโครงสร้างเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความสัมพันธ์ของน้ำสำหรับโมเลกุลหรือในทางกลับกัน มันหมายความว่าอะไร? ตัวอย่างเช่นน้ำตาลแม้ว่าจะมีโครงสร้างคาร์บอนที่ไม่ชอบน้ำ แต่กลุ่ม OH จำนวนมากทำให้ละลายได้ในน้ำ.

อย่างไรก็ตามในของแข็งบางชนิดปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลนั้นแข็งแกร่งมากจนพวกเขา "ชอบ" อยู่ด้วยกันก่อนที่จะละลายในตัวทำละลายบางตัว.

ไอออนไฮดรอกซิล

แม้ว่าไอออนและกลุ่มไฮดรอกซิลจะคล้ายกันมาก แต่คุณสมบัติทางเคมีจะแตกต่างกันมาก ไฮดรอกซิลไอออนเป็นฐานที่แข็งแกร่งมาก นั่นคือมันรับโปรตอนแม้โดยการบังคับให้กลายเป็นน้ำ.

ทำไม? เพราะมันเป็นโมเลกุลของน้ำที่ไม่สมบูรณ์มีประจุลบและวิตกกังวลที่จะแล้วเสร็จด้วยการเติมโปรตอน.

ปฏิกิริยาทั่วไปที่อธิบายความเป็นพื้นฐานของไอออนนี้มีดังต่อไปนี้:

R-OH + OH^- => R-O^- + H₂O

สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อสารละลายพื้นฐานถูกเพิ่มเข้าไปในแอลกอฮอล์ นี่คืออัลคอกไซด์ไอออน (RO)^-) เกี่ยวข้องทันทีกับไอออนบวกในสารละลาย นั่นคือนาไอออนบวก⁺ (Scab).

เนื่องจากกลุ่ม OH ไม่ต้องการโปรตอนจึงเป็นฐานที่อ่อนแอมาก แต่สามารถเห็นได้ในสมการทางเคมีจึงสามารถบริจาคโปรตอนได้แม้ว่าจะอยู่บนฐานที่แข็งแกร่งมากเท่านั้น.

ในทำนองเดียวกันมันเป็นมูลค่าการกล่าวขวัญตัวละคร OH นิวคลีโอฟิล^-. คุณหมายถึงอะไร เนื่องจากมันเป็นไอออนลบขนาดเล็กมากมันสามารถเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วเพื่อโจมตีนิวเคลียสเชิงบวก (ไม่ใช่นิวเคลียสของอะตอม).

นิวเคลียสเชิงบวกเหล่านี้คืออะตอมของโมเลกุลที่ต้องทนทุกข์ทรมานจากการขาดอิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าของพวกเขา.

ปฏิกิริยาการคายน้ำ

กลุ่ม OH ยอมรับโปรตอนเฉพาะในสื่อที่เป็นกรดมากซึ่งก่อให้เกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้:

R-OH + H⁺ => R-O₂H⁺

ในนิพจน์ดังกล่าวเอช⁺ เป็นโปรตอนกรดที่บริจาคโดยสปีชี่ที่เป็นกรดมาก (H₂SW₄, HCl, HI ฯลฯ ) ที่นี่โมเลกุลของน้ำจะเกิดขึ้น แต่มันเชื่อมโยงกับส่วนที่เหลือของโครงสร้างอินทรีย์ (หรืออนินทรี).

ประจุบวกบางส่วนของอะตอมออกซิเจนทำให้เกิดการอ่อนตัวของพันธะ R-O₂H⁺, ส่งผลให้ปล่อยน้ำ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่รู้จักในฐานะปฏิกิริยาการคายน้ำเนื่องจากแอลกอฮอล์ในสื่อที่เป็นกรดปล่อยน้ำของเหลว.

ถัดไปคืออะไร การก่อตัวของสิ่งที่เรียกว่าอัลคีน (R₂C = CR₂ หรือร₂C = CH₂).

กลุ่มงาน

แอลกอฮอล์

กลุ่มไฮดรอกซิลเพียงอย่างเดียวเป็นกลุ่มที่ใช้งานได้แล้วนั่นก็คือแอลกอฮอล์ ตัวอย่างของสารประกอบประเภทนี้ ได้แก่ เอทิลแอลกอฮอล์ (EtOH) และโพรพานอล (CH)₃CH₂CH₂OH).

พวกเขามักจะเป็นของเหลวผสมกับน้ำเพราะพวกเขาสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของพวกเขา.

ฟีนอล

แอลกอฮอล์อีกประเภทหนึ่งคืออะโรเมติกส์ (ArOH) Ar หมายถึง aryl radical ซึ่งไม่มากไปกว่าแหวนเบนซีนที่มีหรือไม่มีส่วนประกอบของ alkyl.

กลิ่นหอมของแอลกอฮอล์เหล่านี้ทำให้พวกมันทนทานต่อการโจมตีด้วยกรดของโปรตอน กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกเขาไม่สามารถทำให้แห้ง (ตราบใดที่กลุ่ม OH เชื่อมโยงโดยตรงกับแหวน).

นี่เป็นกรณีของฟีนอล (C₆H₅OH):

แหวนฟีนอลิกอาจเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นเดียวกับกรดอะมิโนไทโรซีน.

กรดคาร์บอกซิลิก

ในที่สุดกลุ่มไฮดรอกซิลจะมีลักษณะเป็นกรดของกลุ่มคาร์บอกซิลที่มีอยู่ในกรดอินทรีย์ (-COOH) ที่นี่ซึ่งแตกต่างจากแอลกอฮอล์หรือฟีนอล OH มีสภาพเป็นกรดมากโปรตอนของมันถูกบริจาคไปยังฐานที่แข็งแรงหรือแข็งแรงเล็กน้อย.

การอ้างอิง

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7 กุมภาพันธ์ 2017) คำจำกัดความของกลุ่มไฮดรอกซิล นำมาจาก: thoughtco.com
2. วิกิพีเดีย (2018) กลุ่มไฮดรอกซี นำมาจาก: en.wikipedia.org
3. โครงการชีววิทยา (25 สิงหาคม 2546) กรดอะมิโนไฮดรอกซิล ภาควิชาชีวเคมีและชีวโมเลกุลมหาวิทยาลัยอริิ นำมาจาก: ชีววิทยา arizona.edu
4. ดร. เจเอ Colapret แอลกอฮอล์ นำมาจาก: colapret.cm.utexas.edu
5. Quimicas.net (2018) กลุ่มไฮดรอกซิล ดึงมาจาก: quimicas.net
6. ดร. เอียนฮัน การคายน้ำของแอลกอฮอล์ ภาควิชาเคมีมหาวิทยาลัยคาลการี นำมาจาก: chem.ucalgary.ca