Grupa hydroksyl To ten, który składa się z atomu tlenu i atomu wodoru i przypomina cząsteczkę wody. Można go znaleźć w różnych formach chemicznych, takich jak grupa, jon lub rodnik. Dla wszystkich tych, którzy studiują chemię organiczną, znajomość reakcji i znaczenia tej grupy atomów jest fundamentalna. I jest zdolny do tworzenia niezbędnych wiązań z atomem węgla, chociaż może to również robić z siarką i fosforem.
W tym artykule pokażemy, jakie są cechy grupy hydroksylowej i jakie znaczenie ma ta grupa w chemii organicznej.
Główne cechy
Kiedy analizujemy grupę hydroksylową z punktu widzenia chemii nieorganicznej, widzimy, że uczestniczy ona bardziej jako jon. Innymi słowy, rodzaj koronki, która istnieje między nim a metalami, nie jest kowalencyjny, ale jonowy. Z tego powodu grupa hydroksylowa stała się ważnym pierwiastkiem pomagającym określić właściwości i przemiany wielu związków.
Grupa hydroksylowa jest przyłączona do rodnika zdefiniowanego cliterą R, jeśli jest to alkil, lub literą Ar, jeśli jest aromatyczny. To, co wiem najwięcej o nauce, to to, co wnosi grupę hydroksylową do cząsteczki, z którą się wiąże. Najlepszą odpowiedź można znaleźć w badaniu jego protonów. I to jest to, że protony mogą być wyrywane przez silne zasady, tworząc sole. Może to również oddziaływać z innymi otaczającymi grupami, które są połączone ze sobą wiązaniami wodorowymi. Co więcej, najważniejszą rzeczą dotyczącą grupy hydroksylowej jest to, że gdziekolwiek się znajduje, może reprezentować potencjalny region tworzenia się wody.
Struktura grupy hydroksylowej
Grupa hydroksylowa stała się dość interesującą cząsteczką z punktu widzenia chemii organicznej. Cząsteczka wody ma kanciasty kształt i wygląda jak bumerang. Jeśli odetniemy jeden z jego końców, czyli to samo, co usunięcie protonu, mogą wystąpić różne sytuacje. Cząsteczka wody jest przekształcony w rodnik hydroksylowy lub jon hydroksylowy. Jednak oba mają molekularną geometrię liniową i nie są elektroniczne.
Wszystkie te wiązania wynikają z faktu, że są zorientowane na dwa atomy, aby mogły pozostać w jednej linii przez cały czas. To samo nie dotyczy orbitali hybrydowych. Klucz do grupy hydroksylowej umożliwiającej mieszanie się różnych cząsteczek wymaga wiązań wodorowych. Te wiązania wodorowe nie są same w sobie mocne, ale wraz ze wzrostem liczby źródeł i liczby grup hydroksylowych w strukturze, efekty się zwiększają. Ten wzrost liczby wiązań wodorowych znajduje również odzwierciedlenie we właściwościach fizycznych związku.
Wiązania wodorowe wymagają, aby atomy znajdowały się naprzeciw siebie. Jest kilka atomów tlenu jednej grupy hydroksylowej, które muszą być ułożone w taki sposób, aby mogły tworzyć linię prostą z wodorem z drugiej grupy. Jest to nieco bardziej złożone, ale zdarza się często. W ten sposób powstają dość specyficzne układy przestrzenne co dzieje się w strukturze cząsteczki DNA. Dzieje się to między zasadami azotowymi, które tworzą DNA.
Liczbę grup hydroksylowych możemy nazwać strukturą wprost proporcjonalną do powinowactwa wody do cząsteczki. Podamy przykład, aby lepiej to zrozumieć. Cukier, mimo że ma hydrofobową strukturę węglową, ponieważ ma dużą liczbę grup hydroksylowych, sprawia, że jest dobrze rozpuszczalny w wodzie.
Jony i ich funkcje
Grupa hydroksylowa i jon są bardzo podobne, ale mają różne właściwości chemiczne. Jon hydroksylowy jest niezwykle silną zasadą i działa poprzez wychwytywanie protonów. Jeśli go zmusimy, może zamienić się w wodę. A to jest niekompletna cząsteczka wody, która jest naładowana ujemnie i do uzupełnienia potrzebuje protonu. Z drugiej strony, ponieważ grupa hydroksylowa nie ma potrzeby wychwytywania protonów, aby zakończyć, zachowuje się jak wyjątkowo słaba baza. Jest zdolny do przekazywania protonów, chociaż robi to tylko w przypadku bardzo silnych zasad.
Jądra dodatnie to atomy w cząsteczce, które cierpią na niedobór elektronów w wyniku ich elektroujemnego środowiska.
Grupa hydroksylowa i meteorologia
Wiemy, że działa jak rodzaj detergentu w powietrzu, który rozkłada inne gazy. Wiemy, że grupa hydroksylowa jest głównym czynnikiem kontrolującym stężenie metanu. Metan jest gazem cieplarnianym, którego stężenie przekracza jedynie o dwutlenek węgla w jego wkładzie w globalne ocieplenie. Chociaż metan występuje w mniejszym stopniu w atmosferze, jest on zdolny do zatrzymywania większej ilości ciepła niż dwutlenek węgla.
Istnieją nowe badania prowadzone przez stypendystę z NASA, które wykazały, że rodniki hydroksylowe same się są w stanie utrzymać stałe stężenie atmosferyczne. Stężenie to utrzymuje się w czasie, nawet jeśli emisje metanu wzrosną. Dlatego zrozumienie roli hydroksylu jest niezbędne do zrozumienia okresu użytkowania metanu i atmosfery.
Naukowcy zwrócili uwagę, że rosnące stężenia i emisje metanu mogą spowodować zmniejszenie ilości rodników hydroksylowych w skali globalnej. W ten sposób żywotność metanu wydłużyłaby się, co byłoby problemem, który przyczyniłby się do globalnego ocieplenia. Wydłużając żywotność metanu, nie mielibyśmy czym oczyścić atmosfery. Zaobserwowano główne źródła hydroksylu i metanu oraz ich reakcję. Recykling tej grupy następuje po rozkładzie metanu, a następnie reformie w obecności innych gazów. Stężenia hydroksylu są dość stabilne w czasie. Nie muszą koniecznie znikać, gdy reagują z metanem.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiesz się więcej o grupie hydroksylowej i jej znaczeniu.