HAPETETUT YHDISTEET: OMINAISUUDET, REAKTIOT, KÄYTÖT - KEMIA - 2025

Hapettavia ovat ne, jotka sisältävät happea joko kovalenttisesti tai ionisesti. Tunnetuin koostuu orgaanisista molekyyleistä, joissa on CO-sidoksia; mutta perhe on paljon laajempi, ja siinä on linkkejä kuten Si-O, PO, Fe-O tai vastaavia.

Kovalenttiset hapettimet ovat yleensä orgaanisia (hiilirungon kanssa), kun taas ioniset yhdisteet ovat epäorgaanisia, ja ne koostuvat pääasiassa oksidista (metallisista ja ei-metallisista). Tietysti on monia poikkeuksia edelliseen sääntöyn; mutta heillä kaikilla on yhteinen happiatomien (tai ionien) läsnäolo.

Happikuplat nousevat meren syvyyksistä. Lähde: Pxhere.

Happi on helposti läsnä, kun se kuplii vedessä (ylempi kuva) tai muussa liuottimessa, jossa se ei liukene. Se on ilmassa, jota hengitämme, vuorilla, sementissä ja kasvi- ja eläinkudoksissa.

Happipitoisia yhdisteitä on kaikkialla. Kovalenttityyppiset eivät ole yhtä erotettavissa kuin muut, koska niillä on läpinäkyviä nesteitä tai heikot värit; silti happi on siellä, sidottu monin tavoin.

ominaisuudet

Koska hapettaneiden perhe on niin suuri, tässä artikkelissa keskitytään vain orgaanisiin ja kovalenttisiin tyyppeihin.

Hapetusaste

Heillä kaikilla on yhteisiä CO-sidoksia rakenteestaan ​​riippumatta; jos se on lineaarinen, haarautunut, syklinen, monimutkainen jne. Mitä enemmän CO-sidoksia on, sitä enemmän happea sisältävää yhdistettä tai molekyyliä sanotaan; ja siksi sen hapettumisaste on korkeampi. Koska hapettuneet yhdisteet ovat redundanssin arvoisia, ne hapettuvat.

Eri tyyppisiä sellaisia ​​yhdisteitä vapautuu niiden hapetusasteesta riippuen. Hapettuneimpia ovat alkoholit ja eetterit; ensimmäisessä on C-OH-sidos (olla tämä primaarinen, sekundaarinen tai tertiäärinen hiili), ja toisessa COC-sidokset. Siksi voidaan väittää, että eetterit ovat hapettuneempia kuin alkoholit.

Saman teeman jälkeen aldehydit ja ketonit seuraavat hapettumisastetta; Nämä ovat karbonyyliyhdisteitä, ja niitä kutsutaan niin, koska niillä on karbonyyliryhmä, C = O. Ja lopuksi on estereitä ja karboksyylihappoja, viimeksi mainitut ovat karboksyyliryhmän, COOH, kantajia.

Toiminnalliset ryhmät

Näiden yhdisteiden ominaisuudet riippuvat niiden hapettumisasteesta; ja samoin tämä heijastuu yllä mainittujen funktionaalisten ryhmien: OH, CO ja COOH läsnäolosta, puutteesta tai runsaudesta. Mitä suurempi on näiden ryhmien lukumäärä yhdisteessä, sitä hapettuneempi se on.

Sisäisiä COC-sidoksia ei myöskään voida unohtaa, jotka "menettävät" merkityksensä hapetettuihin ryhmiin verrattuna.

Ja mikä rooli tällaisilla funktionaalisilla ryhmillä on molekyylissä? Ne määrittelevät sen reaktiivisuuden ja edustavat myös aktiivisia kohtia, joissa molekyyli voi käydä läpi muutoksia. Tämä on tärkeä ominaisuus: ne ovat rakenneosia makromolekyylejä tai yhdisteitä varten tiettyihin tarkoituksiin.

Vastakkaisuus

Happihapot ovat yleensä polaarisia. Tämä johtuu siitä, että happiatomit ovat erittäin elektronegatiivisia, mikä luo pysyviä dipolimomentoja.

On kuitenkin monia muuttujia, jotka määrittävät ovatko ne polaarisia; esimerkiksi molekyylin symmetria, joka merkitsee tällaisten dipolimomenttien vektorin peruuttamista.

nimistö

Jokaisella hapettuneiden yhdisteiden tyypillä on ohjeet nimetä IUPAC-nimikkeistön mukaisesti. Joidenkin näiden yhdisteiden nimikkeistöjä käsitellään lyhyesti jäljempänä.

alkoholit

Esimerkiksi alkoholit nimetään lisäämällä loppuliite -ol niiden alkaanien nimien loppuun, joista ne ovat peräisin. Siten, alkoholi johdettu metaanista, CH ₄, kutsutaan metanoli, CH ₃: lla.

aldehydit

Jotain vastaavaa tapahtuu aldehydeille, mutta lisättäessä loppuliite -al. Sinussa ei ole OH-ryhmää, mutta CHO, nimeltään formyyli. Tämä ei ole muuta kuin karbonyyliryhmä, jonka vety on sitoutunut suoraan hiileen.

Siten, alkaen CH ₄ ja "poistamalla" kaksi vetyä, meillä on molekyyli HCOH tai H ₂ C = O, kutsutaan metanaali (tai formaldehydiä, mukaan perinteinen nimikkeistö).

ketonit

Ketonien loppuliite on –ona. Karbonyyliryhmällä etsitään olevan alin paikannin pääketjun hiilejä lueteltaessa. Siten, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ COCH ₃ on 2-heksanonia, ja ei 5-heksanoni; itse asiassa molemmat yhdisteet ovat vastaavia tässä esimerkissä.

Eetterit ja esterit

Heidän nimensä ovat samankaltaiset, mutta ensimmäisillä on yleinen kaava ROR ', kun taas jälkimmäisillä on RCOOR'. R ja R 'edustavat samoja tai erilaisia ​​alkyyliryhmiä, jotka mainitaan aakkosjärjestyksessä, eetterien tapauksessa; tai siitä riippuen, mikä niistä on kiinnittynyt karbonyyliryhmään, estereiden tapauksessa.

Esimerkiksi, CH ₃ -CH ₂ CH ₃ sanoen etyylimetyylieetteri. Kun taas CH ₃ COOCH ₂ CH ₃ on etyyli etanoaattia. Miksi etanoaatti eikä metanoaatti? Koska sitä pidetään paitsi CH ₃, mutta myös karbonyyliryhmä, koska CH ₃ CO- edustaa "happo-osa" esterin.

reaktiot

Mainittiin, että funktionaaliset ryhmät ovat vastuussa happipitoisten aineiden reaktiivisuuden määrittelystä. Esimerkiksi OH voi vapautua vesimolekyylin muodossa; yksi puhuu sitten kuivumisesta. Tätä kuivumista suositaan lämmön ja happaman väliaineen läsnä ollessa.

Eetterit puolestaan ​​reagoivat myös vetyhalogenidien, HX, läsnä ollessa. Näin toimiessaan niiden COC-sidokset hajoavat muodostaen alkyylihalogenideja, RX.

Ympäristöolosuhteista riippuen yhdiste voidaan edelleen hapettaa. Eetterit voidaan muuntaa esimerkiksi orgaanisiksi peroksideiksi, ROOR '. Lisäksi ja paremmin tunnetaan primaarisen ja sekundaarisen alkoholin hapettuminen vastaavasti aldehydeiksi ja ketoneiksi.

Aldehydit puolestaan ​​voidaan hapettaa karboksyylihapoiksi. Nämä alkoholien ja hapan tai emäksisen väliaineen läsnä ollessa läpikäyvät esteröintireaktion estereiden muodostamiseksi.

Hyvin yleisellä tasolla reaktioiden tarkoituksena on lisätä tai vähentää yhdisteen hapettumisastetta; mutta prosessissa se voi aiheuttaa uusia rakenteita, uusia yhdisteitä.

Sovellukset

Kun niiden määrää hallitaan, ne ovat erittäin käyttökelpoisia lisäaineina (lääkkeet, elintarvikkeet, tuotteiden formuloinnissa, bensiinissä jne.) Tai liuottimina. Niiden käyttötarkoitukset ovat tietysti happea sisältävän aineen luonteen mukaisia, mutta jos tarvitaan polaarisia lajeja, ne ovat todennäköisesti vaihtoehto.

Näiden yhdisteiden ongelmana on, että ne voivat palaessaan tuottaa ihmisille ja ympäristölle haitallisia tuotteita. Esimerkiksi hapetettujen yhdisteiden ylimäärä epäpuhtauksina bensiinissä edustaa negatiivista näkökohtaa, koska se tuottaa epäpuhtauksia. Sama tapahtuu, jos polttoaineiden lähteet ovat kasvismassoja (biopolttoaineet).

esimerkit

Lopuksi mainitaan sarja esimerkkejä hapetettuista yhdisteistä:

- Etanoli.

- dietyylieetteri.

- Asetoni.

- Heksanoli.

- isoamyylietanoonaatti.

- Muurahaishappo.

- Rasvahapot.

- Kruunueetterit.

- isopropanoli.

- Metoksibentseeni.

- Fenyylimetyylieetteri.

- Butanal.

- Propanoni.

Viitteet

1. Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
2. Morrison, RT ja Boyd, RN (1987). Orgaaninen kemia. (5. painos). Addison-Wesley Iberoamericana
3. Carey, FA (2008). Orgaaninen kemia. (6. painos). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
4. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Orgaaninen kemia. Amiineja. (10. painos.). Wiley Plus.
5. Andrew Tipler. (2010). Matalan tason hapetettujen yhdisteiden määrittäminen bensiinissä käyttämällä Clarus 680 GC: tä S-Swafer-mikrokanavavirtaustekniikan avulla. PerkinElmer, Inc. Shelton, CT 06484 USA.
6. Chang, J., Danuthai, T., Dewiyanti, S., Wang, C. ja Borgna, A. (2013). Guaiacolin hydrodeoksigenointi hiilellä tuettujen metallikatalyyttien päällä. ChemCatChem 5, 3041-3049. dx.doi.org