HIDROKSIL (OH): YAPI, IYON VE FONKSIYONEL GRUPLAR - KIMYA - 2024

Hidroksil grubundan (OH), bir oksijen atomuna sahip ve bir su molekülü benzer biridir. Bir grup, bir iyon veya bir radikal (OH ^· ) olarak bulunabilir. Organik kimya dünyasında, sülfür veya fosforla da bağlanabilmesine rağmen, esas olarak karbon atomuyla bir bağ oluşturur.

Öte yandan, inorganik kimyada bir hidroksil iyonu (daha spesifik olarak hidroksit veya hidroksil iyonu) olarak katılır. Yani, bununla metaller arasındaki bağın türü kovalent değil, iyonik veya koordinasyondur. Bu nedenle birçok bileşiğin özelliklerini ve dönüşümlerini tanımlayan çok önemli bir "karakter" dir.

Yukarıdaki görüntüde görülebileceği gibi, OH grubu, R harfiyle (alkil ise) veya Ar harfiyle (aromatikse) gösterilen bir köke bağlıdır. İkisini birbirinden ayırmamak için bazen bir "dalga" ile bağlantılı olarak temsil edilir. Bu nedenle, bu "dalganın" arkasında ne olduğuna bağlı olarak, bir organik bileşikten veya diğerinden söz ederiz.

OH grubu bağlandığı moleküle ne katkıda bulunur? Cevap, tuz oluşturmak için güçlü bazlar tarafından "yakalanabilen" protonlarında yatmaktadır; hidrojen bağları aracılığıyla diğer çevre gruplarla da etkileşime girebilirler. Nerede olursa olsun, potansiyel bir su oluşturan bölgeyi temsil eder.

yapı

Hidroksil grubunun yapısı nedir? Su molekülü köşelidir; yani bir bumerang gibi görünüyor. Uçlarından birini -veya aynısını keserlerse, bir proton kaldırırlarsa- iki durum meydana gelebilir: radikal (OH ^· ) veya hidroksil iyonu (OH ^- ) üretilir. Bununla birlikte, her ikisinin de moleküler doğrusal geometrisi vardır (ancak elektronik değildir).

Açıkçası bu, basit bağların iki atomu hizalı kalmaları için yönlendirmelerinden kaynaklanıyor, ancak aynı şey hibrit yörüngelerinde olmuyor (değerlik bağ teorisine göre).

Öte yandan, su molekülü HOH olmak ve bunun köşeli olduğunu bilmek, R veya Ar için H'yi değiştirmek ROH veya Ar-OH'den kaynaklanır. Burada, üç atomu içeren kesin bölge açısal moleküler geometridir, ancak iki OH atomununki doğrusaldır.

Hidrojen bağları

OH grubu, kendisine sahip olan moleküllerin hidrojen bağları yoluyla birbirleriyle etkileşime girmesine izin verir. Kendi başlarına güçlü değildirler, ancak bileşiğin yapısındaki OH sayısı arttıkça etkileri çoğalır ve bileşiğin fiziksel özelliklerine yansır.

Bu köprüler atomlarının birbirine bakmasını gerektirdiğinden, bir OH grubunun oksijen atomu, ikinci bir grubun hidrojeni ile düz bir çizgi oluşturmalıdır.

Bu, DNA molekülünün yapısında (nitrojenli bazlar arasında) bulunanlar gibi çok özel uzaysal düzenlemelere neden olur.

Benzer şekilde, bir yapıdaki OH gruplarının sayısı, suyun moleküle afinitesi ile doğru orantılıdır veya bunun tersi de geçerlidir. Bu ne demek? Örneğin, şeker hidrofobik bir karbon yapısına sahip olmasına rağmen, çok sayıda OH grubu onu suda çok çözünür kılar.

Bununla birlikte, bazı katılarda moleküller arası etkileşimler o kadar güçlüdür ki, belirli bir çözücü içinde çözülmek yerine birbirine yapışmayı "tercih ederler".

Hidroksil iyonu

İyon ve hidroksil grubu çok benzer olmasına rağmen kimyasal özellikleri çok farklıdır. Hidroksil iyonu son derece güçlü bir bazdır; yani, protonları zorla bile su haline getirir.

Neden? Çünkü eksik bir su molekülüdür, negatif yüklüdür ve bir proton ilavesiyle tamamlamaya isteklidir.

Bu iyonun bazikliğini açıklamaya yönelik tipik bir reaksiyon şudur:

R-OH + OH ^- => RO ^- + H ₂ O

Bu, alkole temel bir çözelti eklendiğinde meydana gelir. Burada alkoksit iyonu (RO ^- ) solüsyondaki pozitif bir iyonla hemen birleşir; yani Na ⁺ katyonu (RONa).

OH grubunun protonlanması gerekmediğinden, son derece zayıf bir bazdır, ancak kimyasal denklemde görülebileceği gibi, sadece çok güçlü bazlarla da olsa proton bağışlayabilir.

Aynı şekilde OH ^{- '} nin nükleofilik doğasından da bahsetmeye değer . Bu ne demek? Çok küçük bir negatif iyon olduğundan, pozitif çekirdeklere (atom çekirdeklerine değil) saldırmak için hızla hareket edebilir.

Bu pozitif çekirdekler, elektronegatif ortamlarından dolayı elektronik bir eksiklikten muzdarip bir molekülün atomlarıdır.

Dehidrasyon reaksiyonu

OH grubu protonları yalnızca oldukça asidik ortamda kabul eder ve aşağıdaki reaksiyona yol açar:

R-OH + H ⁺ => RO ₂ H ⁺

Bu ifadede, H ⁺ (H çok asidik türlerin tarafından bağışlanan bir asidik proton ₂ SO ₄ , HCI, HI, vb.) Burada bir su molekülü oluşur, ancak organik (veya inorganik) yapının geri kalanına bağlıdır.

Oksijen atomu üzerindeki pozitif kısmi yük, RO ₂ H ⁺ bağının zayıflamasına ve su salınmasına neden olur. Bu nedenle dehidrasyon reaksiyonu olarak bilinir, çünkü asidik ortamdaki alkoller sıvı su salgılar.

Sırada ne var? Ne oluşumu alkenler şekilde bilinmektedir (R ₂ C = CR ₂ ya da R ₂ = CH ₂ ).

Fonksiyonel gruplar

alkoller

Hidroksil grubu kendi başına halihazırda işlevsel bir gruptur: alkoller. Bu tip bileşiklerin örnekleri arasında, etil alkol (EtOH) ve propanol (CH ₃ CH ₂ , CH ₂ , OH).

Molekülleri arasında hidrojen bağları oluşturabildikleri için genellikle suyla karışabilir.

Fenoller

Başka bir alkol türü aromatiklerdir (ArOH). Ar, alkil ikame edicileri olan veya olmayan bir benzen halkasından başka bir şey olmayan bir aril radikalini belirtir.

Bu alkollerin aromatikliği onları asit proton saldırılarına karşı dirençli kılar; başka bir deyişle, dehidre edilemezler (OH grubu doğrudan halkaya bağlı olduğu sürece).

Bu fenol olduğu (Cı- ₆ , H ₅ , OH)

Fenolik halka, amino asit tirozinde olduğu gibi daha büyük bir yapının parçası olabilir.

Karboksilik asitler

Son olarak, hidroksil grubu, organik asitlerde (-COOH) bulunan karboksil grubunun asit karakterini oluşturur. Burada alkoller veya fenollerden farklı olarak OH'nin kendisi çok asidiktir, protonu güçlü veya hafif güçlü bazlara bağışlanır.

Referanslar

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7 Şubat 2017). Hidroksil Grubunun Tanımı. Alındığı: thinkco.com
2. Vikipedi. (2018). Hidroksi grubu. Alınan: en.wikipedia.org
3. Biyoloji Projesi. (25 Ağustos 2003). Hidroksil Amino Asitler. Biyokimya ve Moleküler Biyofizik Bölümü Arizona Üniversitesi. Alındığı kaynak: biology.arizona.edu
4. JA Colapret. Alkoller. Alındığı kaynak: colapret.cm.utexas.edu
5. Quimicas.net (2018). Hidroksil Grubu. Quimicas.net'ten kurtarıldı
6. Ian Hunt. Alkollerin Dehidrasyonu. Kimya Bölümü, Calgary Üniversitesi. Alındığı: chem.ucalgary.ca