Студент бакалавриата
  1. Общая химия  1.1. Введение в Химию  1.2. Структура атома  1.2.1. Субатомные частицы  1.2.2. Атомная модель  1.2.3. Квантовые числа  1.2.4. Электронная конфигурация  1.2.5. Периодические тенденции  1.2.6. Изотопы и их применения  1.3. Химическая связь  1.3.1. Ионная связь  1.3.2. Ковалентные связи  1.3.3. Металлическая связь  1.3.4. Гибридизация  1.3.5. Молекулярная геометрия и теория ВЕСЗР  1.3.6. Полярность связи и дипольный момент  1.4. Стехиометрия  1.4.1. Понятие моль  1.4.2. Эмпирическая и молекулярная формула  1.4.3. Ограничивающий реагент и избыток реагента  1.4.4. Процентный выход и чистота  1.4.5. Расчет разведения  1.5. Состояния вещества  1.5.1. Газовые законы  1.5.2. Материя и межмолекулярные силы  1.5.3. Твёрдые тела и кристаллические структуры  1.5.4. Диаграмма фаз  1.5.5. Плазма и сверхкритическая жидкость  1.6. Химические реакции  1.6.1. Типы химических реакций  1.6.2. Балансировка химических уравнений  1.6.3. Термохимические реакции  1.6.4. Энергетические профили реакций  1.7. Растворы и смеси  1.7.1. Единицы измерения концентрации  1.7.2. Свойства синдрома  1.7.3. Растворимость и правила растворимости  1.7.4. Закон Генри и Закон Рауля  1.7.5. Partition coefficient  1.8. Химическое равновесие  1.8.1. Закон действия масс  1.8.2. Принцип Ле Шателье  1.8.3. Реакционный коэффициент  1.8.4. Чтобы воспользоваться этим онлайн-калькулятором для расчета константы равновесия, введите константу равновесия (Eq.) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить расчет константы равновесия с заданными входными значениями -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Кислотно-щелочной баланс  1.9. Кислоты и основания  1.9.1. Определения Аррениуса, Брёнстеда–Лоури и Льюиса  1.9.2. pH и pOH  1.9.3. Титрование кислоты и основания  1.9.4. Буферный раствор  1.9.5. Кислотно-основной индикатор  1.9.6. Полипротные кислоты и основания  1.10. Электрохимия  1.10.1. Окислительно-восстановительные реакции  1.10.2. Гальванические и Электролитические Элементы  1.10.3. Уравнение Нернста  1.10.4. Электролиз  1.10.5. Законы электролиза Фарадея  1.11. Термодинамика  1.11.1. Законы термодинамики  1.11.2. Enthalpy, entropy and Gibbs free energy  1.11.3. Спонтанность реакций  1.11.4. Термодинамические циклы (закон Гесса, цикл Карно)  1.12. Кинетика  1.12.1. Закон скорости и порядок реакции  1.12.2. Энергия активации и катализаторы  1.12.3. Collision theory  1.12.4. Механизм реакции  1.12.5. Теория переходного состояния
  2. Органическая химия  2.1. Структура и взаимосвязь  2.1.1. Гибридизация в углеродных соединениях  2.1.2. Резонанс и ароматизация  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Индуктивные и мезомерные эффекты  2.2. Углеводороды  2.2.1. Углеводороды  2.2.2. Алкены  2.2.3. Алкины  2.2.4. Ароматические соединения  2.2.5. Циклоалканы и Конформация  2.3. Функциональная группа  2.3.1. Алкоголи и фенолы  2.3.2. Эфиры и эпоксиды  2.3.3. Альдегиды и кетоны  2.3.4. Карбоновые кислоты и их производные  2.3.5. Aмин  2.3.6. Сложные эфиры и амиды  2.3.7. Тиолы и сульфиды  2.4. Стереохимия  2.4.1. Изомерия в стереохимии  2.4.2. Хиральность и оптическая активность  2.4.3. Структурный анализ  2.4.4. Диастереомеры и энантиомеры  2.5.1. Реакции замещения  2.5.2. Реакции элиминирования  2.5.3. Реакции присоединения  2.5.4. Радикальные реакции  2.5.5. Реакции перегруппировки  2.5.6. Перицветные реакции  2.6. Спектроскопия и структурный анализ  2.6.1. Инфракрасная спектроскопия  2.6.2. Ядерный магнитный резонанс  2.6.3. Масс-спектрометрия  2.6.4. УФ-видимая спектроскопия  2.6.5. Рентгеновская кристаллография  2.7. Химия полимеров  2.7.1. Полимеры добавления и конденсации  2.7.2. Механизм полимеризации  2.7.3. Биоразлагаемый полимер  2.7.4. Проводящие и умные полимеры
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Лиганды и координационные соединения  3.1.2. Теория кристаллического поля  3.1.3. Теория молекулярных орбиталей в координационных соединениях  3.1.4. Искажение Яна–Тейлора  3.2. Main Group Chemistry  3.2.1. Щелочные и щелочноземельные металлы  3.2.2. Галогены и благородные газы  3.2.3. Переходные металлы и их комплексы  3.2.4. Лантаниды и актиниды  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Кристаллические решетки и элементарные ячейки  3.3.2. Дефекты в твердых телах  3.3.3. Электрические и магнитные свойства  3.3.4. Сверхпроводимость  3.4. Биоорганическая химия  3.4.1. Ионы металлов в биологии  3.4.2. Энзиматические реакции с металлами  3.4.3. Отравление металлами и детоксикация  3.4.4. Металлопротеины и Металлоэнзимы
  4. Физическая химия  4.1. Квантовая химия  4.1.1. Дуализм волны и частицы  4.1.2. Уравнение Шрёдингера  4.1.3. Квантовые числа и орбитали  4.1.4. Атомная и молекулярная спектроскопия  4.2. Statistical mechanics  4.2.1. Распределение Максвелла-Больцмана  4.2.2. Функции разложения  4.2.3. Статистика Бозе–Эйнштейна и Ферми–Дирака  4.3. Химическая термодинамика  4.3.1. Энергия Гиббса  4.3.2. Фазовый переход  4.3.3. Термодинамическая эффективность  4.4. Поверхностная химия  4.4.1. Абсорбция и катализ  4.4.2. Коллоиды и эмульсии
  5. Аналитическая химия  5.1. Classical methods  5.1.1. Гравиметрический анализ  5.1.2. титриметр  5.2. Инструментальные методы  5.2.1. Хроматография  5.2.2. Спектроскопия  5.2.3. Электроанализаторные методы  5.2.4. Рентгеновская дифракция
  6. Промышленная химия  6.1. Нефтехимия  6.2. Принципы химической инженерии  6.3. Зеленая химия  6.4. Фармацевтика и синтез лекарств
  7. Биохимия  7.1. Углеводы  7.2. Белки и ферменты  7.3. Липиды и мембраны  7.4. Нуклеиновые кислоты  7.5. Метаболизм и биоэнергетика  7.6. Кинетика и механизм ферментов

Студент бакалавриата → Органическая химия ↓


Функциональная группа


Введение в функциональные группы

В органической химии функциональные группы представляют собой определенные группы атомов в молекулах, которые обладают характерными свойствами и химической реактивностью. Они являются основными определяющими факторами свойств органических соединений. Когда мы понимаем функциональные группы, мы можем предсказать, какие типы химических реакций может претерпеть органическое соединение. Самые простые органические молекулы — это углеводороды, которые содержат только углерод и водород. Заменяя один или несколько атомов водорода функциональными группами, мы можем получить огромное разнообразие органических соединений.

Понимание функциональных групп

Функциональная группа может рассматриваться как атом или группа атомов, заменяющие водород в углеводороде. Часто функциональная группа ответственна за химические реакции молекулы. Например, спирты содержат функциональную группу -OH (гидроксильную группу), и эта группа отвечает за характерные реакции спиртов.

Общие функциональные группы

1. Гидроксильная группа (-OH)

Гидроксильная группа характеризуется атомом кислорода, связанным с атомом водорода:

-OH

Это определяющая характеристика спиртов. Этанол, распространенный спирт, имеет формулу C2H5OH:

CH3CH2OH
HHeyH

2. Карбонильная группа (C=O)

Карбонильная группа содержит двойную связь между атомом углерода и атомом кислорода:

C=O

Карбонильная группа является определяющей особенностью нескольких функциональных классов, таких как кетоны и альдегиды.

В кетонах карбонильная группа связана с двумя атомами углерода:

RC(=O)-R'

В альдегидах по крайней мере одна из групп, присоединенных к карбонильному углероду, является атомом водорода:

RC(=O)H

3. Карбоксильная группа (-COOH)

Карбоксильная группа является характерной функциональной группой карбоновых кислот и состоит из карбонильной группы, связанной с гидроксильной группой:

-COOH

Например, структурная формула уксусной кислоты:

CH3COOH
HCHeyHeyH

4. Аминогруппа (-NH2)

Аминогруппа состоит из атома азота, связанного с двумя атомами водорода, и это характеристика аминов:

-NH2

Например, в метиламине:

CH3NH2

5. Сульфгидрильная группа (-SH)

Сульфгидрильная группа является функциональной группой, эквивалентной гидроксильной группе, содержащей атом серы вместо атома кислорода:

-SH

Эта группа характерна для тиолов, как в этантиоле:

CH3CH2SH

6. Фосфатная группа (-PO4)

Фосфатная группа представляет собой атом фосфора, связанный с четырьмя атомами кислорода, и она встречается в биомолекулах, таких как АТФ:

-PO4

Она играет важную роль в молекулярной биологии, так как энергетическая валюта клеток включает перенос фосфатов.

Важность функциональных групп

Функциональные группы важны для классификации органических соединений и прогнозирования химических реакций. Путем идентификации функциональной группы химики могут много узнать о свойствах молекулы и ее потенциальной реактивности. Они также предоставляют систематический способ наименования органических соединений.

Например, спирты реагируют иначе, чем алкены, даже несмотря на то, что и те, и другие состоят из схожих углеводородных структур. Спирты претерпевают реакции, характерные для гидроксильной группы, которые включают атомы кислорода и водорода.

Наименование органических соединений с использованием функциональных групп

Наименование органических соединений следует систематическому методу наименования, разработанному Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC). Здесь функциональные группы являются неотъемлемой частью процесса наименования. Наличие функциональной группы обычно сопровождается суффиксом или префиксом в названии соединения:

  • Спирт: Добавляется суффикс -ол, например, этанол.
  • Альдегид: Добавляется суффикс -ал, например, формальдегид.
  • Карбоновые кислоты: Добавляется суффикс -овая кислота, например, уксусная кислота.

Функциональные группы в химических реакциях

Функциональные группы предсказывают, как молекулы реагируют химически. Знание функциональной группы помогает химикам предсказать, какие конкретные реакции может претерпеть молекула. Например, знание того, что соединение является спиртом, подсказывает, что оно может пройти окислительные реакции с образованием альдегида или кетона.

Некоторые из реакций, связанных с функциональными группами, следующие:

  • Гидратация алкенов: Группы C=C алкенов реагируют с водой в присутствии кислот с образованием спиртов.
  • Этерификация: Карбоновые кислоты реагируют со спиртами с образованием эфиров и воды.
  • Восстановление карбонилов: Карбонильные соединения, такие как альдегиды и кетоны, могут быть восстановлены до спиртов с использованием восстановителей, таких как NaBH4.

Резюме

Функциональные группы являются основополагающими для органической химии, определяющими физические и химические свойства молекул. Они позволяют химикам классифицировать углеродные соединения и прогнозировать, как они могут реагировать в различных химических процессах. Понимание функциональных групп является шагом к освоению органической химии и важно для таких областей, как фармацевтика, материаловедение и биохимия.


Студент бакалавриата → 2.3


U
username
0%
завершено в Студент бакалавриата

← Предыдущий (2.2.5)
Циклоалканы и Конформация
Следующий (2.3.1) →
Алкоголи и фенолы

Комментарии 



Функциональная группа

https://www.chemistryelite.com/ug/2.3?ceal=ru