المجموعة هيدروكسيل هو الذي يتكون من ذرة الأكسجين وذرة الهيدروجين ويشبه جزيء الماء. يمكن العثور عليها في أشكال كيميائية مختلفة مثل مجموعة أو أيون أو جذري. بالنسبة لجميع الأشخاص الذين يدرسون الكيمياء العضوية ، فإن معرفة تفاعلات وأهمية هذه المجموعة من الذرات أمر ضروري. وهي قادرة على تكوين روابط أساسية مع ذرة الكربون ، على الرغم من أنها يمكن أن تفعل ذلك أيضًا مع الكبريت والفوسفور.
سنخبرك في هذه المقالة عن خصائص مجموعة الهيدروكسيل وأهميتها في الكيمياء العضوية.
الملامح الرئيسية
عندما نحلل مجموعة الهيدروكسيل من وجهة نظر الكيمياء غير العضوية ، نرى أنها تشارك أكثر كأيون. أي أن نوع الدانتيل الموجود بينها وبين المعادن ليس تساهمية ، بل أيوني. لهذا السبب ، أصبحت مجموعة الهيدروكسيل عنصرًا مهمًا يساعد في تحديد خصائص وتحولات العديد من المركبات.
ترتبط مجموعة الهيدروكسيل بجذر محدد جبالحرف R إذا كان ألكيل أو بالحرف Ar إذا كان عطريًا. أكثر ما أعرفه عن العلم هو ما يساهم بمجموعة الهيدروكسيل في الجزيء الذي ترتبط به. تم العثور على أفضل إجابة في دراسة البروتونات. وهي أن البروتونات يمكن أن تأخذها قواعد قوية لتكون قادرة على تكوين الأملاح. يمكن أن يتفاعل هذا أيضًا مع المجموعات المحيطة الأخرى التي ترتبط ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أهم شيء في مجموعة الهيدروكسيل هو أنه أينما كان ، يمكن أن يمثل منطقة محتملة لتكوين الماء.
هيكل مجموعة الهيدروكسيل
أصبحت مجموعة الهيدروكسيل جزيءًا مثيرًا للاهتمام من وجهة نظر الكيمياء العضوية. جزيء الماء ذو شكل زاوي ويبدو مثل بوميرانج. إذا قطعنا إحدى نهاياته ، فهذا يعني تمامًا إزالة البروتون ، يمكن أن تحدث مواقف مختلفة. جزيء الماء تحول إلى شق الهيدروكسيل أو أيون الهيدروكسيل. ومع ذلك ، كلاهما لهما هندسة جزيئية خطية وليسا إلكترونيين.
كل هذه الروابط ترجع إلى حقيقة أنها موجهة نحو ذرتين لتكون قادرة على البقاء متوازنة في جميع الأوقات. الشيء نفسه ليس هو الحال مع المدارات الهجينة. مفتاح مجموعة الهيدروكسيل للسماح للجزيئات المختلفة بالاختلاط مع بعضها البعض يحتاج إلى روابط هيدروجينية. هذه الروابط الهيدروجينية ليست قوية في حد ذاتها ، ولكن مع زيادة عدد المصادر وعدد مجموعات الهيدروكسيل في الهيكل ، تتضاعف التأثيرات. تنعكس هذه الزيادة في عدد الروابط الهيدروجينية أيضًا في الخصائص الفيزيائية للمركب.
تتطلب الروابط الهيدروجينية أن تكون الذرات متقابلة. هناك بعض ذرات الأكسجين من مجموعة هيدروكسيل واحدة والتي يجب أن يتم ترتيبها بطريقة يمكن أن تولد خطًا مستقيمًا مع هيدروجين المجموعة الثانية. هذا أكثر تعقيدًا إلى حد ما ولكنه يحدث كثيرًا. بهذه الطريقة ، تنشأ ترتيبات مكانية محددة تمامًا مثل ماذا يحدث داخل بنية جزيء الحمض النووي. يحدث هذا بين القواعد النيتروجينية التي تتكون منها الحمض النووي.
يمكننا أن نطلق على عدد مجموعات الهيدروكسيل بنية تتناسب طرديا مع ألفة الماء للجزيء. سنضرب مثالاً لفهمه بشكل أفضل. السكر ، على الرغم من احتوائه على بنية كربونية كارهة للماء ، حيث يحتوي على عدد كبير من مجموعات الهيدروكسيل ، يجعلها شديدة الذوبان في الماء.
الأيونات ووظائفها
مجموعة الهيدروكسيل والأيون متشابهتان جدًا ولكن لهما خصائص كيميائية مختلفة. أيون الهيدروكسيل هو قاعدة قوية للغاية ويعمل عن طريق التقاط البروتونات. إذا أجبرناها ، يمكن أن تتحول إلى ماء. وهذا جزيء ماء غير مكتمل الشحنة سالبة ويحتاج إلى بروتون ليكتمل. من ناحية أخرى ، منذ مجموعة الهيدروكسيل لا يحتاج إلى التقاط البروتونات لإكمال سلوكه كقاعدة ضعيفة للغاية. إنه قادر على التبرع بالبروتونات على الرغم من أنه يفعل ذلك فقط ضد القواعد القوية جدًا.
النوى الموجبة هي ذرات في جزيء تعاني من نقص إلكتروني نتيجة لبيئتها الكهربية.
مجموعة الهيدروكسيل والأرصاد الجوية
نحن نعلم أنه يعمل كنوع من المنظفات في الهواء الذي يعمل على تفتيت الغازات الأخرى. نحن نعلم أن مجموعة الهيدروكسيل هي عنصر التحكم الرئيسي في تركيز الميثان. غاز الميثان هو غاز من غازات الدفيئة لا يتم تجاوزه إلا في التركيز ثاني أكسيد الكربون في مساهمته في الاحتباس الحراري. على الرغم من وجود غاز الميثان بدرجة أقل في الغلاف الجوي ، إلا أنه قادر على الاحتفاظ بكمية حرارة أكبر من ثاني أكسيد الكربون.
هناك بحث جديد بقيادة زميل ما بعد الدكتوراه في ناسا أظهر أن جذور الهيدروكسيل تعيد تدوير نفسها و قادرة على الحفاظ على تركيز ثابت في الغلاف الجوي. يتم الحفاظ على هذا التركيز بمرور الوقت حتى في حالة زيادة انبعاثات الميثان. لذلك ، فإن فهم دور الهيدروكسيل ضروري لفهم العمر الإنتاجي للميثان والغلاف الجوي.
أشار العلماء إلى أن زيادة تركيزات وانبعاثات غاز الميثان يمكن أن تتسبب في استنفاد كمية جذور الهيدروكسيل على نطاق عالمي. بهذه الطريقة ، سيتم إطالة العمر الإنتاجي للميثان ، وهي مشكلة من شأنها أن تزيد من الاحتباس الحراري. من خلال جعل عمر الميثان أطول ، لن يكون لدينا أي شيء لتنظيف الغلاف الجوي به. تمت ملاحظة المصادر الأولية للهيدروكسيل والميثان وكيفية تفاعلهما. تتم إعادة تدوير هذه المجموعة بعد تحلل الميثان ثم الإصلاحات في وجود غازات أخرى. تركيزات الهيدروكسيل مستقرة تمامًا بمرور الوقت. لا ينبغي بالضرورة أن تختفي عندما تتفاعل مع الميثان.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن مجموعة الهيدروكسيل وجميع أهميتها.