Karbonyyliryhmä

Tässä artikkelissa käsitellään Karbonyyliryhmä:tä ja sen vaikutuksia nyky-yhteiskunnan eri osa-alueisiin. Karbonyyliryhmä on aihe, joka on herättänyt suurta kiinnostusta viime vuosina, koska se on relevanttia eri aloilla, kuten politiikassa, taloudessa, tekniikassa ja kulttuurissa. Seuraavilla riveillä analysoidaan Karbonyyliryhmä:n kehitystä ja vaikutuksia sekä sen vaikutusta ihmisten käyttäytymiseen ja tapaan, jolla suhtaudumme ympäröivään maailmaan. Samoin tarkastellaan erilaisia ​​näkökulmia ja lähestymistapoja Karbonyyliryhmä:een, tarkoituksena tarjota kattava näkemys, jonka avulla voimme ymmärtää sen tärkeyden ja laajuuden nykyään.

Karbonyyliryhmä (A ja B kuvaavat ryhmään liittyneitä atomeja)

Karbonyyliryhmä on orgaanisessa kemiassa funktionaalinen ryhmä, jossa hiili- ja happiatomi ovat kiinnittyneet toisiinsa kaksoissidoksella. Karbonyyliryhmä voi esiintyä molekyyleissä sellaisenaan, kuten ketoneissa, tai olla osa jotain isompaa funktionaalista ryhmää, kuten karboksyylihapoissa osa karboksyyliryhmää (-COOH) tai estereissä osa esteriryhmää (-COO-). Alla olevassa taulukossa on esitetty funktionaalisia ryhmiä, jotka sisältävät karbonyyliryhmän. Karbonyyliryhmä antaa näille yhdisteelle niille ominaisen kemiallisen luonteen.

Yhdisteryhmä Aldehydit Ketonit Karboksyylihapot Esterit Amidit Enonit Happokloridit Anhydridit
Rakenne Aldehyde Ketone Carboxylic acid Ester Amide Enone Acyl chloride Acid anhydride
Rakennekaava RCHO RCOR' RCOOH RCOOR' RCONHR' RC(O)C(R')=CR''R''' RCOCl (RCO)2O

Karbonyyliryhmän rakenne

Karbonyyliryhmän kaksoissidos on muodostunut sp2-orbitaalien muodostamasta sigma-sidoksesta ja p-orbitaalien muodostamasta pii-sidoksesta. Karbonyyliryhmä on poolinen, jolloin se reagoi sekä elektrofiilien että nukleofiilien kanssa. Hiiliatomista lähtee kolme samaan tasoon suuntautuvaa sidosta, joiden sidoskulma on n. 120°

Karbonyyliryhmän hiili- ja happiatomi ovat sp2-hybridisoituneet, joten niillä on kolme sp2-orbitaalia, joista yhdellä ne muodostavat σ-sidoksen ja p-orbitaaleilla π-sidoksen, aivan kuten alkeeneissa. Hapen kaksi vapaata elektroniparia miehittävät jäljellä olevat sp2-orbitaalit. Karbonyyliryhmän atomit ovat tasossa ja atomien väliset sidoskulmat ovat n. 120°. Karbonyylisidos on lyhyempi kuin yksinkertainen C–O-sidos. Hiili-happi kaksoissidos on poolinen, johtuen hapen elektronegatiivisuudesta. Koska karbonyylihiilellä on positiivinen osittaisvaraus, se on molekyylin elektrofiilinen osa (Lewisin happo), johon nukleofiilit pyrkivät reagoimaan. Vastaavasti karbonyylihappella on negatiivinen osittaisvaraus ja se on molekyylin nukleofiilinen osa (Lewisin emäs).

Reaktiivisuus

Karbonyyliryhmän happiatomi on elektronegatiivisempi kuin hiili, ja siksi se vetää elektroneja puoleensa ja tekee sidoksesta poolisen. Tämän vuoksi karbonyyliryhmän hiiliatomi on elektrofiilinen ja se voi reagoida nukleofiilien kanssa. Karbonyyliryhmän elektronegatiivinen happiatomi voi vastaavasti reagoida elektrofiilien, esimerkiksi protonin kanssa happamassa liuoksessa.

Karbonyyliryhmän vieressä oleva alfa-vety on huomattavasti happamampi (noin 1030 kertaa) kuin tavallinen CH-sidos. Esimerkiksi asetaldehydin ja asetonin pKa-arvot ovat 16.7 ja 19.

Amidit ovat kaikkein pysyvimpiä karbonyyliyhdisteitä, mikä johtuu typpi-hiili- ja hiili-happiatomien välisistä resonanssistabiloiduista sidoksista.

Karbonyyliryhmä voidaan pelkistää hydridireagenssien, kuten NaBH4:n ja LiAlH4:n, avulla, sekä organometallireagenssien, kuten organolitiumreagenssien ja Grignardin reagenssien, avulla.

Muita tärkeitä reaktioita:

Muita orgaanisia karbonyyliyhdisteitä

Epäorgaanisia karbonyyliyhdisteitä