Функциональные группы — это группа атомов с характерными свойствами, которые при связи с углеродным скелетом молекулы изменяют свойства этой молекулы. Например, наличие определенных функциональных групп на молекуле сделает их гидрофилами, в то время как другие сделают их гидрофобными. Эти функциональные группы являются неотъемлемой частью органической химии и важными компонентами биологических молекул, такими как углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Каждая функциональная группа представляет собой уникальное расположение атомов и имеет имя для комбинации атомов, которые составляют группу.
Углеводомоль
Прочные, стабильные связи между атомами углерода создают сложные молекулы, содержащие цепи, ветви и кольца. Химия этих соединений называется органической химией. Углеводомоль являются органическими соединениями, состоящими только из углерода и водорода. Алканы являются насыщенными углеводородами, то есть углеводородами, содержащими только единичные связи. Алкенов содержит одну или несколько углеродистых двойных связей. В Alkynes есть одна или несколько углеродистых тройных связей. Ароматические углеводомоль содержат кольцевые структуры. Они также известны как арильные группы.
Спирты и эфиры
Многие органические соединения, которые не являются углеводородами, можно считать производными углеводородов. Производная углеводорода может быть образована путем замены одного или нескольких атомов водорода углеводорода функциональной группой, которая содержит по крайней мере один атом элемента, отличного от углерода или водорода. Свойства производных углеводородов определяются в значительной степени функциональной группой. Группа –OH, известная как гидроксильная группа, является функциональной группой спирта. Группа –R–O–R – является функциональной группой эфира.
Альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и Эстеры
К функциональным группам, связанным с карбонильной группой, относятся группа –CHO альдегида, группа –CO– кетона, группа –COOH карбоновой кислоты и группа –COOR эфира. Карбонильная группа, двойная связь углерода и кислорода, является ключевой структурой в этих классах органических молекул: Альдегиды содержат по крайней мере один атом водорода, присоединенный к атому карбонильного углерода, кетоны содержат две группы углерода, прикрепленные к атому карбонильного углерода, карбоксильные кислоты содержат гидроксильную группу, прикрепленную к атому карбонильного углерода, а эфиры содержат атом кислорода, присоединенный к другой группе углерода, связанной с атомом карбонильного углерода. Все эти соединения содержат окисленные атомы углерода относительно атома углерода группы спирта.
Амины
Добавление азота в органическую структуру приводит к появлению двух семейств молекул. Соединения, содержащие атом азота, связанные в углеводородной структуре, классифицируются как амины.
Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 20.1: Углеводомоль, Openstax, Химия 2е изд., Раздел 20.2: Спирты и эфиры, Openstax, Химия 2е изд., раздел 20.3: Альдегиды, кетоны, Карбоновые кислоты, и Эстеры, и Openstax, Химия 2е изд., раздел 20.4: Амины и амиды.
