Διαφορά μεταξύ καρβονυλίου και καρβοξυλίου

Κύρια διαφορά – Καρβονύλιο έναντι Καρβοξυλίου

Στην οργανική χημεία, μια λειτουργική ομάδα είναι μια χημική ομάδα μέσα σε ένα μόριο που είναι υπεύθυνη για τις χαρακτηριστικές χημικές αντιδράσεις στο μόριο. Υπάρχουν πολλές σημαντικές λειτουργικές ομάδες που μπορούν να βρεθούν μεταξύ των οργανικών ενώσεων. Η ομάδα καρβονυλίου και η ομάδα καρβοξυλίου είναι δύο τέτοιες λειτουργικές ομάδες. Μια ομάδα καρβονυλίου αποτελείται από άτομα άνθρακα διπλά συνδεδεμένα με ένα άτομο οξυγόνου. Οι αλδεΰδες και οι κετόνες είναι παραδείγματα ενώσεων που περιέχουν καρβονυλομάδες. Οι καρβοξυλικές ομάδες αποτελούνται από ένα άτομο άνθρακα συνδεδεμένο με ένα άτομο οξυγόνου μέσω διπλού δεσμού και με μια ομάδα υδροξυλίου (-ΟΗ) μέσω ενός απλού δεσμού. Η κύρια διαφορά μεταξύ της ομάδας καρβονυλίου και καρβοξυλίου είναι ότι η ομάδα καρβονυλίου αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα διπλά συνδεδεμένο με ένα άτομο οξυγόνου, ενώ η ομάδα καρβοξυλίου αποτελείται από μια ομάδα καρβονυλίου και μια ομάδα υδροξυλίου που συνδέονται μεταξύ τους μέσω του ατόμου άνθρακα της ομάδας καρβονυλίου .

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Carbonyl
     – Ορισμός, Όροι, Χημική δομή και πολικότητα, Παραδείγματα
2. Τι είναι το Carboxyl
     – Ορισμός, καρβοξυλικά οξέα, σχηματισμός διμερών
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Carbonyl και Carboxyl
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ καρβονυλίου και καρβοξυλιού
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Αλδεΰδη, Καρβονύλιο, Καρβοξυλ, Διπλός Δεσμός, Λειτουργική Ομάδα, Ομάδα Υδροξυλίου, Κετόνη, Πυρηνόφιλο, Οξυγόνο, Πολικότητα

Τι είναι το Carbonyl

Μια ομάδα καρβονυλίου είναι μια χημικά οργανική λειτουργική ομάδα που αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα διπλά συνδεδεμένο με ένα άτομο οξυγόνου. Οι απλούστερες οργανικές ενώσεις που περιέχουν καρβονυλικές ομάδες είναι οι αλδεΰδες και οι κετόνες. Οι αλδεΰδες αποτελούνται από ομάδες αλδεΰδων που έχουν τον χημικό τύπο -CHO. Αυτή η ομάδα περιέχει μια ομάδα καρβονυλίου συνδεδεμένη με ένα άτομο υδρογόνου. Στις κετόνες, η καρβονυλομάδα συνδέεται με δύο αλκυλομάδες.

Εικόνα 1:Οι αλδεΰδες και οι κετόνες περιέχουν ομάδες καρβονυλίου

Όροι

• Η λειτουργική ομάδα που περιέχει ένα άτομο άνθρακα συνδεδεμένο με ένα άτομο οξυγόνου μέσω διπλού δεσμού είναι γνωστή ως λειτουργική ομάδα καρβονυλίου.
• Οι ενώσεις που περιέχουν καρβονυλικές ομάδες είναι γνωστές ως καρβονυλικές ενώσεις.
• Το άτομο άνθρακα στην ομάδα καρβονυλίου είναι γνωστό ωςκαρβονυλάνθρακας.

Ο άνθρακας καρβονυλίου είναι σφυβριδισμένος. Επομένως, μπορεί να σχηματίσει δύο απλούς δεσμούς μαζί με έναν διπλό δεσμό. Ένας διπλός δεσμός C=O υπάρχει ήδη στην καρβονυλική ομάδα. Ως εκ τούτου, ο άνθρακας καρβονυλίου μπορεί να σχηματίσει δύο ακόμη απλούς δεσμούς. Ωστόσο, η γεωμετρία γύρω από τον άνθρακα καρβονυλίου είναι τριγωνική επίπεδη.

Ο δεσμός C=O είναι πολωμένος λόγω της διαφοράς μεταξύ των τιμών ηλεκτραρνητικότητας άνθρακα και οξυγόνου. Το οξυγόνο είναι πιο ηλεκτραρνητικό και έλκει τα ζεύγη ηλεκτρονίων του δεσμού προς τον εαυτό του. Τότε το άτομο οξυγόνου παίρνει ένα μερικό αρνητικό φορτίο ενώ το άτομο άνθρακα παίρνει ένα μερικό θετικό φορτίο. Αυτός ο καρβονυλικός άνθρακας μπορεί να προσβληθεί από ένα πυρηνόφιλο. Αυτή η πολικότητα της καρβονυλικής ομάδας προκαλεί την αντιδραστικότητα των αλδεΰδων και των κετονών. Προκαλεί επίσης υψηλότερα σημεία βρασμού των καρβονυλικών ενώσεων.

Παραδείγματα καρβονυλικών ενώσεων

• Αλδεΰδη
• Κετόνες
• Καρβοξυλικά οξέα
• Εστέρες
• Αμίδια
• Ενόνες
• Ακυλαλογονίδια
• Ανυδρίτες οξέων

Τι είναι το Carboxyl

Η ομάδα καρβοξυλίου είναι μια οργανική λειτουργική ομάδα που αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα διπλό συνδεδεμένο με ένα άτομο οξυγόνου και ένα απλό δεσμό σε μια ομάδα υδροξυλίου. Επομένως, μια καρβοξυλική ομάδα είναι ένας συνδυασμός μιας ομάδας καρβονυλίου και μιας ομάδας υδροξυλίου. Ο χημικός τύπος της καρβοξυλικής ομάδας είναι –COOH.

Εικόνα 2:Χημική δομή της καρβοξυλικής ομάδας

Η κύρια κατηγορία ενώσεων που περιέχουν καρβοξυλικές ομάδες είναι τα καρβοξυλικά οξέα. Τα καρβοξυλικά οξέα αποτελούνται από μια καρβοξυλική ομάδα συνδεδεμένη είτε με ένα άτομο υδρογόνου είτε με μια ομάδα αλκυλίου. Τα δικαρβοξυλικά οξέα είναι ενώσεις που περιέχουν δύο καρβοξυλικά οξέα.

Η ομάδα καρβοξυλίου μπορεί να ιονιστεί απελευθερώνοντας ένα πρωτόνιο (άτομο υδρογόνου) από μια ομάδα υδροξυλίου. Δεδομένου ότι αυτό το πρωτόνιο απελευθερώνεται ως ελεύθερο πρωτόνιο, τα καρβοξυλικά οξέα είναι οξέα. Όταν απελευθερώνεται το πρωτόνιο, το άτομο οξυγόνου της ομάδας υδροξυλίου αποκτά αρνητικό φορτίο. Αυτό το αρνητικό φορτίο σταθεροποιείται με την κοινή χρήση των ηλεκτρονίων αυτού του ατόμου οξυγόνου με το άλλο άτομο οξυγόνου της καρβοξυλικής ομάδας. Επομένως, η ιονισμένη μορφή είναι σταθερή.

Οι ενώσεις που περιέχουν καρβοξυλομάδες μπορούν να σχηματίσουν διμερή. Ένα διμερές είναι ένα ολιγομερές που αποτελείται από δύο δομικά παρόμοια μονομερή ενωμένα με δεσμούς. Εφόσον η ομάδα υδροξυλίου της καρβοξυλικής ομάδας είναι ικανή να σχηματίσει δεσμούς υδρογόνου, σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των καρβοξυλομάδων. Αυτό προκαλεί το σχηματισμό διμερών.

Ομοιότητες μεταξύ Carbonyl and Carboxyl

• Και οι δύο ομάδες περιέχουν άτομα άνθρακα καρβονυλίου που συνδέονται με ένα άτομο οξυγόνου μέσω διπλού δεσμού.
• Και οι δύο είναι λειτουργικές ομάδες οργανικών ενώσεων.
• Και τα δύο περιέχουν sp υβριδισμένα άτομα άνθρακα καρβονυλίου.

Διαφορά μεταξύ καρβονυλίου και καρβοξυλίου

Ορισμός

Καρβονύλιο: Μια ομάδα καρβονυλίου είναι μια χημικά οργανική λειτουργική ομάδα που αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα που συνδέεται διπλά με ένα άτομο οξυγόνου.

Καρβοξυλικό: Μια καρβοξυλική ομάδα είναι μια οργανική λειτουργική ομάδα που αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα διπλό συνδεδεμένο με ένα άτομο οξυγόνου και ένα απλό δεσμό σε μια ομάδα υδροξυλίου.

Χημικός τύπος

Καρβονύλιο: Ο χημικός τύπος της καρβονυλικής ομάδας είναι –C(=O)-.

Καρβοξυλικό: Ο χημικός τύπος της καρβοξυλικής ομάδας είναι –COOH.

Αντικαταστάτες

Καρβονύλιο: Η ομάδα καρβονυλίου μπορεί να συνδεθεί με δύο ακόμη άτομα ή ομάδα ατόμων.

Καρβοξυλικό: Η καρβοξυλική ομάδα μπορεί να συνδεθεί με ένα ακόμη άτομο ή ομάδα ατόμων.

Πολικότητα

Καρβονύλιο: Η ομάδα καρβονυλίου έχει πολικότητα λόγω του διαχωρισμού φορτίου μεταξύ του ατόμου οξυγόνου και των ατόμων άνθρακα.

Καρβοξυλικό: Η καρβοξυλική ομάδα έχει πολικότητα στην καρβονυλική της ομάδα.

Απελευθέρωση πρωτονίου

Καρβονύλιο: Η καρβονυλική ομάδα δεν μπορεί να απελευθερώσει πρωτόνια.

Καρβοξυλικό: Η ομάδα καρβοξυλίου μπορεί να απελευθερώσει ένα πρωτόνιο.

Σχηματισμός διμερούς

Καρβονύλιο: Οι καρβονυλικές ομάδες δεν μπορούν να σχηματίσουν διμερή.

Καρβοξυλικό: Οι καρβοξυλομάδες σχηματίζουν διμερή.

Δεσμός υδρογόνου

Καρβονύλιο: Η ομάδα καρβονυλίου δεν μπορεί να σχηματίσει δεσμούς υδρογόνου.

Καρβοξυλικό: Η ομάδα καρβοξυλίου μπορεί να σχηματίσει δεσμούς υδρογόνου.

Παραδείγματα

Καρβονύλιο: Οι απλούστερες καρβονυλικές ενώσεις είναι οι αλδεΰδες και οι κετόνες.

Καρβοξυλικό: Οι κύριες ενώσεις που περιέχουν καρβοξυλικές ομάδες είναι τα καρβοξυλικά οξέα.

Συμπέρασμα

Η ομάδα καρβονυλίου και η ομάδα καρβοξυλίου είναι δύο οργανικές λειτουργικές ομάδες που είναι υπεύθυνες για τις χαρακτηριστικές ιδιότητες των οργανικών ενώσεων. Η κύρια διαφορά μεταξύ της καρβονυλικής και της καρβοξυλικής ομάδας είναι ότι η ομάδα καρβονυλίου αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα διπλά συνδεδεμένο με ένα άτομο οξυγόνου, ενώ η ομάδα καρβοξυλίου αποτελείται από μια ομάδα καρβονυλίου και μια ομάδα υδροξυλίου που συνδέονται μεταξύ τους μέσω του ατόμου άνθρακα της ομάδας καρβονυλίου.

Αναφορά:

1. Helmenstine, Anne Marie. «Ορισμός και Παραδείγματα Ομάδας Καρβοξυλίου». ThoughtCo, 3 Σεπτεμβρίου 2017, Διαθέσιμο εδώ.
2. «Ο Όμιλος Καρβονυλίου». Chemistry LibreTexts, Libretexts, 10 Σεπτεμβρίου 2017, Διαθέσιμο εδώ.
3. «Ομάδα καρβοξυλίου». The Columbia Encyclopedia, 6η έκδοση, Encyclopedia.com, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Σκελετικός τύπος μιας ομάδας αλδεΰδης» By Ben Mills – Vector έκδοση αυτού του αρχείου στο Wikimedia Commons (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia
2. "Carboxylic Acid General Structure V" By Jü – Δική εργασία (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia