Det iltede forbindelser De er alle dem, der inkorporerer ilt enten kovalent eller ionisk. Den bedst kendte består af organiske molekyler, der har C-O bindinger; men familien er meget bredere og er vært for links som Si-O, P-O, Fe-O eller andre lignende.
Kovalente oxygenater er generelt organiske (med carbonskeletter), mens ioniske forbindelser er uorganiske og i det væsentlige består af oxider (metalliske og ikke-metalliske). Der er selvfølgelig mange undtagelser fra den tidligere regel; men de har alle til fælles tilstedeværelsen af iltatomer (eller ioner).
Ilt er let til stede, når det bobler i vand (øverste billede) eller i ethvert andet opløsningsmiddel, hvor det ikke opløses. Det er i luften, vi trækker vejret, i bjergene, i cement og i plante- og dyrevæv..
Oxygenater er overalt. De af den kovalente type er ikke så "adskillelige" som de andre, fordi de ser ud som gennemsigtige væsker eller svage farver; men iltet er der, bundet på flere måder.
Artikelindeks
Fordi iltfamilien er så stor, vil denne artikel kun fokusere på de organiske og kovalente typer..
De har alle C-O-bindinger til fælles, uanset deres struktur; om det er lineært, forgrenet, cyklisk, indviklet osv. Jo flere C-O-bindinger der er, jo mere iltet siges forbindelsen eller molekylet; og derfor er dets oxidationsgrad højere. Dette er tilfældet, iltede forbindelser, der er overflødige værd, oxideres.
Afhængigt af deres oxidationsgrad frigøres forskellige typer af sådanne forbindelser. De mindst oxiderede er alkoholer og ethere; i den første er der en C-OH-binding (hvad enten dette carbon er primær, sekundær eller tertiær) og i den anden binding C-O-C. Derfor kan det hævdes, at ethere er mere oxiderede end alkoholer.
Efter samme tema følger aldehyder og ketoner graden af oxidation; Disse er carbonylforbindelser, og de er således navngivet, fordi de har en carbonylgruppe, C = O. Og endelig er der estere og carboxylsyrer, hvor sidstnævnte er bærere af carboxylgruppen, COOH.
Disse forbindelsers egenskaber er en funktion af deres oxidationsgrad; og ligeledes reflekteres dette af tilstedeværelsen, manglen eller overflod af de ovennævnte funktionelle grupper: OH, CO og COOH. Jo større antallet af disse grupper, der er til stede i en forbindelse, jo mere iltet bliver det.
De interne C-O-C-bindinger kan heller ikke glemmes, som "mister" betydning sammenlignet med iltede grupper..
Og hvilken rolle spiller sådanne funktionelle grupper i et molekyle? De definerer dets reaktivitet og repræsenterer også aktive steder, hvor molekylet kan gennemgå transformationer. Dette er en vigtig egenskab: de er byggesten til makromolekyler eller forbindelser til specifikke formål..
Oxygenater er generelt polære. Dette skyldes, at iltatomer er meget elektronegative, hvilket skaber permanente dipolmomenter..
Der er dog mange variabler, der bestemmer, om disse er polære; for eksempel symmetrien af molekylet, hvilket fører til vektor annullering af sådanne dipolmomenter.
Hver type iltede forbindelser har sine retningslinjer, der skal navngives i henhold til IUPAC-nomenklaturen. Nomenklaturerne for nogle af disse forbindelser diskuteres kort nedenfor..
Alkoholer er for eksempel navngivet ved at tilføje suffikset -ol til slutningen af navnene på alkanerne, hvorfra de kommer. Alkoholen afledt af methan, CH4, det vil blive kaldt methanol, CH3Åh.
Der sker noget lignende for aldehyder, men tilføjelse af suffikset -al. I dit tilfælde har de ikke en OH-gruppe, men CHO, kaldet formyl. Dette er intet andet end en carbonylgruppe med et hydrogen bundet direkte til kulstoffet.
Startende fra CH4 og "fjernelse" af to hydrogener, vil vi have molekylet HCOH eller HtoC = O, kaldet methanal (eller formaldehyd, i henhold til traditionel nomenklatur).
For ketoner er suffikset -one. Carbonylgruppen søges at have den laveste lokaliseringsanordning, når der anføres hovedkædens kulhydrater. Således er ch3CHtoCHtoCHtoBil3 det er 2-hexanon, ikke 5-hexanon; faktisk er begge forbindelser ækvivalente i dette eksempel.
Deres navne er ens, men førstnævnte har den generelle formel ROR ', mens sidstnævnte har RCOOR'. R og R 'repræsenterer de samme eller forskellige alkylgrupper, som er nævnt i alfabetisk rækkefølge, i tilfælde af ethere; eller afhængigt af hvilken der er bundet til carbonylgruppen, i tilfælde af estere.
For eksempel CH3OCHtoCH3 er ethylmethylether. Mens CH3COOCHtoCH3, er ethylethanoat. Hvorfor ethanoat og ikke methanoat? Fordi det betragtes ikke kun CH3 men også carbonylgruppen, da CH3CO- repræsenterer "syredelen" af esteren.
Det blev nævnt, at funktionelle grupper er ansvarlige for at definere reaktiviteterne af oxygenater. OH kan for eksempel frigives i form af et vandmolekyle; man taler derefter om en dehydrering. Denne dehydrering foretrækkes i nærvær af varme og et surt medium.
Ethers reagerer på deres side også i nærværelse af hydrogenhalogenider, HX. Dermed brydes deres C-O-C-bindinger til dannelse af alkylhalogenider, RX.
Afhængig af miljøforholdene kan forbindelsen oxideres yderligere. For eksempel kan ethere omdannes til organiske peroxider, ROOR '. Ligeledes og bedre kendt er oxidationer af primære og sekundære alkoholer til henholdsvis aldehyder og ketoner..
Aldehyder kan igen oxideres til carboxylsyrer. Disse, i nærværelse af alkoholer og et surt eller basisk medium, gennemgår en forestringsreaktion for at give anledning til estere..
I meget generelle vendinger er reaktionerne rettet mod at øge eller mindske graden af oxidation af forbindelsen; men i processen kan det give anledning til nye strukturer, nye forbindelser.
Når deres mængder kontrolleres, er de meget nyttige som tilsætningsstoffer (lægemidler, fødevarer, til formulering af produkter, benzin osv.) Eller opløsningsmidler. Deres anvendelse er naturligvis afhængig af oxygenatets natur, men hvis der er behov for polare arter, er de sandsynligvis en mulighed..
Problemet med disse forbindelser er, at når de brænder, kan de producere produkter, der er skadelige for liv og miljø. For eksempel repræsenterer overskuddet af iltede forbindelser som urenheder i benzin et negativt aspekt, fordi det genererer forurenende stoffer. Det samme sker, hvis brændstofkilderne er vegetabilske masser (biobrændstoffer).
Endelig nævnes en række eksempler på iltede forbindelser:
- Ethanol.
- Diethylether.
- Aceton.
- Hexanol.
- Isoamylethaonat.
- Myresyre.
- Fedtsyrer.
- Kronethere.
- Isopropanol.
- Methoxybenzen.
- Phenylmethylether.
- Butanal.
- Propanon.
Endnu ingen kommentarer