Karbonyl Gruppe Definisjon
En karbonyl-gruppen er en funksjonell gruppe er preget av et karbonatom dobbeltrom bundet til oksygen, funnet innenfor et større karbon-basert molekyl. Den electronegativity av oksygen skaper en resonans hybrid struktur der elektronene er i kontinuerlig distribuert. Dette gjør molekylet til å delta i flere reaksjoner.
Karbonyl Gruppe Oversikt
The power of en karbonyl-gruppen kommer fra forskjellen i electronegativity mellom karbon og oksygen., Oksygen er mye mer electronegative, som betyr at den har en tendens til å trekke elektroner fra karbon. Som sådan, karbon har mer rom for elektroner fra andre atomer i molekylet. Dette gjør det totale molekyl til å ta på seg flere forskjellige strukturer, kjent som resonans hybrid strukturer.
Som den molekyl samhandler med stort utvalg av andre molekyler i sine omgivelser, resonans strukturer av molekylet kan samhandle med et bredt utvalg av andre molekyler er tilstede., Uten avbrudd av elektronet struktur forårsaket av en karbonyl-gruppen, en for det meste-karbon-molekylet ikke kunne kommunisere med så mange andre molekyler.
Innenfor biologi, en karbonyl gruppe innen et molekyl gjør det mulig å gjennomgå de mange reaksjoner som er nødvendig for å opprettholde livet. Mange vanlige biologiske molekyler som inneholder en karbonyl-gruppen, noe som gjør at cellen evnen til å skape nye molekyler og endre molekyl med en rekke andre funksjonelle grupper.,
Karbonyl Gruppe Struktur
En karbonyl gruppe kan bli sett i bildet under, med R-og R’ som representerer mer karbonatomer i en større kjede som den sentrale karbonyl-gruppen er festet til. Den karbonyl-gruppen kan være knyttet til flere karbonatomer, som på bildet nedenfor. Eller, en karbonyl gruppe kan ha enkelt atomer fest, som er tilfellet med karbondioksid.
Selv om dette er en relativt enkel struktur, det fører til en rekke kjemiske reaksjoner som kan skje., Dette er hovedsakelig på grunn av tendensen av oksygen atom til horde elektroner i obligasjoner. Dette skaper et punkt av polaritet, som kan samhandle med en rekke andre atomer og molekyler.
Karbonyl Gruppe Funksjon
Destabiliserende Obligasjoner innenfor et Molekyl
karbonyl gruppe serverer den funksjonelle rollen til destabiliserende obligasjoner i karbon-kjeden. Den electronegative oksygen atom har en tendens til å tiltrekke seg flere elektroner enn karbon er bundet til i karbonyl gruppe., Som sådan, karbon innenfor karbonyl konsernet vil bli mer positiv, så mister den elektriske påvirke av negative elektroner som blir trukket mot oksygen. Karbon er nå kalt carbocation fordi den har en svak positiv ladning. Dette litt positive ladningen på karbon til karbonyl gruppe setter opp et bredt utvalg av mulige reaksjoner som følge av endringen i electron-distribusjon.,
Karbonyl-Gruppen som et Elektron Vask
i Tillegg til å skape en litt positiv carbocation innenfor karbonyl gruppe, påvirkning av oksygen atom og resulterer carbocation kan stabilisere dannelsen av en carbanion middels i en av de nærliggende karbonatomer. Den karbonyl gruppen er kjent uformelt som et elektron vasken, som er i stand til å «suge opp» ekstra elektroner i molekylet. Disse ekstra elektroner vil flyte mellom karbon og oksygen, midlertidig å lage doble obligasjoner som fade til mer elektrisk negative og positive områder.,
Dette destabilisering gir mulighet for en rekke viktige reaksjoner. Mange reaksjoner som danner karbon-karbon obligasjoner er i gang med etablering av nucleophiles og electrophiles med karbonyl grupper. Karbon til karbonyl konsernet er i stand til å ta imot elektroner danner karbon-karbon obligasjoner som electrophile, mens en carbanion middels (laget av en annen karbonyl gruppe) kan tjene som nucleophile og donerer elektroner.,
Utnyttelse gjennom Katalysatorer
Biokjemiske prosesser i organismer manipulere aktiviteten til karbonyl gruppe gjennom metaller og syrer i miljøet reaksjoner vil finne sted. Ulike syrer og metaller vil reagere med oksygen, senke sin electronegativity. I sin tur, oksygen vil ta mindre av elektroner fra karbon-molekylet den er koblet til. Dette favoriserer dannelsen av den negative carbanion middels i stedet for en karbon-karbon dobbel-bond og fører til dannelsen av nye karbon-karbon obligasjoner., På samme måte, imine grupper føre til lignende delocalization av negative ladninger på karbonatomer og kan legge til rette for de samme typer reaksjoner.
Vanlige Kjemikalier med Karbonyl Gruppe
Flere vanlig forekommende kjemikalier er dannet med karbonyl grupper. Aldehyder og ketoner, for eksempel, har begge en karbonyl gruppe. Aldehyder har karbonyl gruppe på slutten av en serie av bundet karbon. Ketoner, på den annen side, har karbonyl-gruppen i midten av flere bundet karbon atomer., Denne forskjellen skaper svært variabel bonding forhold i molekyler, som påvirker hvordan de samhandler med andre stoffer.
Videre, en vanlig komponent som brukes til å lage aminosyrer er karboksylsyre. Dette stoffet har en karbonyl gruppe som er koblet direkte til en hydroxide gruppe, som gjør det mulig for dannelsen av proteiner. Den karbonyl gruppen skaper den nødvendige betingelser for hydroxide gruppe for å bli erstattet med et bånd for å N-terminus av en annen aminosyre. Dette skaper en covalent bånd mellom de to aminosyrer som er svært vanskelig å bryte.,
Den enkleste karbonyl gruppen er sannsynlig karbondioksid, som er bare en karbonyl gruppe med en erstattet oksygen atom. Dette molekylet er opprettet som et biprodukt av cellular respirasjon, og det er tungt involvert i karbon syklus.