Hydroxylgroup

Εισαγωγή:

Μια ομάδα υδροξυλίου ορίζεται επίσης ως ομάδα υδροξυλίου. Η ομάδα υδροξυλίου  είναι μια λειτουργική ομάδα που έχει τον χημικό τύπο ΟΗ και αποτελείται από ένα άτομο οξυγόνου συνδεδεμένο ομοιοπολικά με ένα άτομο υδρογόνου. Βρίσκεται σε διάφορες οργανικές ενώσεις. Τόσο οι αλκοόλες όσο και τα καρβοξυλικά οξέα  περιέχουν μία ή περισσότερες υδροξυλομάδες, οι οποίες είναι απαραίτητες στην οργανική χημεία. Τόσο το αρνητικά φορτισμένο ανιόν HO–, που ονομάζεται επίσης υδροξείδιο, όσο και η ουδέτερη ρίζα HO*, που ονομάζεται επίσης ρίζα υδροξυλίου, αποτελείται από μια μη δεσμευμένη ομάδα υδροξυλίου στο μόριο.

Σύμφωνα με τους ορισμούς της Διεθνούς Ένωσης Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας, ο όρος υδροξύλιο αναφέρεται μόνο στη ρίζα υδροξυλίου (ΟΗ), ενώ η λειτουργική ομάδα ΟΗ αναφέρεται ως ομάδα υδροξυλίου.

Ιδιότητες:

Λόγω της μεγάλης διαφοράς μεταξύ της ηλεκτραρνητικότητας του οξυγόνου και αυτής του υδρογόνου, το νερό, οι αλκοόλες, τα καρβοξυλικά οξέα και πολλές άλλες ενώσεις που περιέχουν υδροξυ μπορούν εύκολα να αποπρωτονιωθούν. Ο δεσμός υδρογόνου εμφανίζεται μεταξύ μορίων σε ενώσεις που περιέχουν υδροξύλιο, προκαλώντας αύξηση στην ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των μορίων και, ως αποτέλεσμα, υψηλότερα σημεία βρασμού και τήξης από αυτά που βρίσκονται σε ενώσεις που δεν περιέχουν αυτή τη λειτουργική ομάδα. Η παρουσία δύο ή περισσότερων ομάδων υδροξυλίου σε οργανικές ενώσεις τις κάνει υδατοδιαλυτές, όπως αποδεικνύεται από τα σάκχαρα και τα αμινοξέα, τα οποία είναι και τα δύο υδατοδιαλυτά.

Ρίζες υδροξυλίου:

Εκτός από το ότι είναι εξαιρετικά αντιδραστικές, οι ρίζες υδροξυλίου υφίστανται επίσης χημικές αντιδράσεις που τις κάνουν να είναι σχετικά βραχύβιες. Όταν οι ζωντανοί οργανισμοί εκτίθενται σε ρίζες υδροξυλίου, μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στα κύτταρά τους, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, επειδή μπορούν να αντιδράσουν με το DNA, τα λιπίδια και τις πρωτεΐνες, μεταξύ άλλων.

Παραδείγματα ομάδων υδροξυλίου:

Αλκοόλες, αμφιβολίες, υδατάνθρακες, καρβοξυλικό οξύ, κυτταρίνη, φαινόλες, πλαστικά κ.λπ.

Τι ακριβώς είναι το αλκοόλ;

Οι αλκοόλες είναι οργανικές ενώσεις στις οποίες ένα άτομο υδρογόνου ή ένας αλειφατικός άνθρακας έχει υποκατασταθεί με μια ομάδα υδροξυλίου, σε αντίθεση με άλλες οργανικές ενώσεις. Ως αποτέλεσμα, ένα μόριο αλκοόλης αποτελείται από δύο μέρη, το ένα από τα οποία περιέχει την αλκυλομάδα και το άλλο την ομάδα υδροξυλίου. Έχουν μια ευχάριστη γλυκιά μυρωδιά. Ένα ξεχωριστό σύνολο φυσικών και χημικών ιδιοτήτων τις διακρίνει από άλλες ουσίες. Η παρουσία της ομάδας υδροξυλίου στις αλκοόλες είναι υπεύθυνη για την πλειοψηφία των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων τους. Η δομή του αλκοόλ επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες.

Δομή του αλκοόλ:

Η παρουσία μιας ομάδας υδροξυλίου είναι κυρίως υπεύθυνη για τη δομή της αλκοόλης. Υπάρχει δεσμός σίγμα () μεταξύ του ατόμου άνθρακα της κύριας αλυσίδας και του ατόμου οξυγόνου της ομάδας υδροξυλίου στις αλκοόλες. Συγκεκριμένα, η επικάλυψη ενός sp3 υβριδοποιημένου τροχιακού άνθρακα με ένα sp3 υβριδισμένου τροχιακού οξυγόνου έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός δεσμού σίγμα. Η γωνία δεσμού των δεσμών C-O-H στις αλκοόλες είναι ελαφρώς μικρότερη από την τετραεδρική γωνία (109°-28′) λόγω της απώθησης μεταξύ των μη κοινών ζευγών ηλεκτρονίων οξυγόνου.

Η δομή του μορίου της φαινόλης

Η δομή των φαινολών αποδίδεται κυρίως σε δύο παράγοντες:

• Λόγω ενός συζευγμένου ζεύγους ηλεκτρονίων οξυγόνου, ο αρωματικός δακτύλιος έχει χαρακτήρα μερικού διπλού δεσμού λόγω του συντονισμού στον αρωματικό δακτύλιο.
• Υβριδισμός άνθρακα στον οποίο έχει προσκολληθεί το άτομο οξυγόνου της ομάδας υδροξυλίου. Στη φαινόλη, το άτομο άνθρακα που συνδέεται με το άτομο οξυγόνου υφίσταται υβριδισμό sp2.

Εξαιτίας αυτού, το μήκος του δεσμού C-O στη φαινόλη είναι ελαφρώς μικρότερο από αυτό του δεσμού στη μεθανόλη.

Δομή αιθέρα

• Το μόριο του αιθέρα έχει τετραεδρική δομή.
• Η γωνία σύνδεσης (R-O-R) είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από την τετραεδρική γωνία λόγω της απωστικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των δύο ογκωδών (–R) ομάδων.
• Το μήκος του δεσμού C–O στον αιθέρα είναι σχεδόν πανομοιότυπο με αυτό του δεσμού στην αλκοόλη.

Συμπέρασμα:

Η οργανική χημεία ήταν πάντα ένα δημοφιλές θέμα μελέτης μεταξύ των λάτρεις της επιστήμης λόγω των τεράστιων δυνατοτήτων εφαρμογής της. Ουσιαστικά, ο στόχος της βασικής οργανικής χημείας είναι να διαδώσει στοιχειώδεις πληροφορίες για τις οργανικές ενώσεις που μας περιβάλλουν και να θέσει μια γερή βάση για μελλοντική έρευνα σε οργανικές ενώσεις και τους παράγοντες που επηρεάζουν τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες. Οργανομεταλλικές ενώσεις που προέρχονται από μια σειρά ενώσεων γνωστών ως ομόλογες σειρές, στις οποίες διαδοχικές ενώσεις περιέχουν τις ίδιες λειτουργικές ομάδες αλλά διαφέρουν μεταξύ τους από την παρουσία ή την απουσία μιας ομάδας CH2. Οι ανόργανες ενώσεις περιέχουν μια ποικιλία λειτουργικών ομάδων, μία από τις οποίες είναι το αλκοόλ. Μεταξύ των θεμάτων που καλύπτονται σε αυτό το άρθρο είναι οι δομές του αλκοόλ, της φαινόλης και άλλων ενώσεων.