KISEOGENIZIRANI SPOJEVI: SVOJSTVA, REAKCIJE, UPORABE - KEMIJA - 2026

Su oksigenata su oni koji uključuju kisik ili kovalentno ili ionski. Najpoznatiji se sastoje od organskih molekula koje imaju veze CO; ali obitelj je mnogo šira, domaćin je veza poput Si-O, PO, Fe-O ili sličnih.

Kovalentni oksigenati su obično organski (s ugljikovim kosturima), dok su jonski anorganski, sastavljeni uglavnom od oksida (metalnih i nemetalnih). Naravno, postoji mnogo izuzetaka od prethodnog pravila; ali svima je zajednička prisutnost atoma kisika (ili iona).

Mjehurići kisika izdižu se iz morskih dubina. Izvor: Pxhere.

Kisik je lako prisutan kada bubri u vodi (gornja slika) ili u bilo kojem drugom otapalu gdje se ne otapa. Nalazi se u zraku koji udišemo, u planinama, u cementu, u biljnim i životinjskim tkivima.

Kisgenati su posvuda. Oni kovalentnog tipa nisu tako "prepoznatljivi" kao ostali, jer imaju izgled prozirne tekućine ili blijede boje; ipak kisik je tu, vezan na više načina.

Svojstva

Budući da je obitelj kisika toliko velika, ovaj će se članak usredotočiti samo na organske i kovalentne tipove.

Stupanj oksidacije

Svi imaju zajedničke veze CO, bez obzira na njihovu strukturu; ako je linearna, razgranata, ciklička, zamršena itd. Što više CO veze ima, to se više kaže kisikom spojem ili molekulom; i prema tome, stupanj njegove oksidacije je veći. Budući da su tako kisikovi spojevi, vrijedni suvišnih, oksidiraju.

Ovisno o stupnju njihove oksidacije, oslobađaju se različite vrste takvih spojeva. Najmanje su oksidirani alkoholi i eteri; u prvom postoji veza C-OH (neka bude taj primarni, sekundarni ili tercijarni ugljik), a u drugom COC veze. Stoga se može tvrditi da su eteri oksidiraniji od alkohola.

Slijedeći istu temu, aldehidi i ketoni slijede stupanj oksidacije; To su karbonilni spojevi i oni se nazivaju zato što imaju karbonilnu skupinu, C = O. I na kraju, tu su esteri i karboksilne kiseline, koji su nositelji karboksilne skupine, COOH.

Funkcionalne skupine

Svojstva ovih spojeva ovise o stupnju oksidacije; i isto se to odražava prisutnošću, nedostatkom ili obiljem gore spomenutih funkcionalnih skupina: OH, CO i COOH. Što je veći broj ovih skupina prisutnih u spoju, to će on biti više kisika.

Ne mogu se zaboraviti ni unutarnje veze COC, koje "gube" važnost u usporedbi s kisikovim skupinama.

I kakvu ulogu igraju takve funkcionalne skupine u molekuli? Oni određuju njegovu reaktivnost, a također predstavljaju aktivna mjesta na kojima molekula može proći transformacije. Ovo je važno svojstvo: oni su građevni blokovi za makromolekule ili spojeve za određene svrhe.

Polaritet

Oksigenati su obično polarni. To je zato što su atomi kisika visoko elektronegativni, pa stvaraju trajne dipolne momente.

Međutim, postoji mnogo varijabli koje određuju jesu li ove polarne razlike; na primjer, simetrija molekule, što povlači za sobom vektorsko otkazivanje takvih dipolnih momenata.

Nomenklatura

Svaka vrsta kisikovih spojeva ima svoje smjernice koje se mogu imenovati prema IUPAC nomenklaturi. Niže su opisane nomenklature nekih ovih spojeva.

alkoholi

Alkoholi se, na primjer, imenuju dodavanjem sufiksa -ol na kraju imena alkana iz kojih potječu. Tako, alkohol izveden iz metana, CH ₄, se naziva metanola, CH ₃ OH.

aldehidi

Nešto slično se događa s aldehidima, ali dodavanje sufiksa -al. U vašem slučaju, oni nemaju OH skupinu već CHO, zvanu formil. Ovo nije ništa drugo nego karbonilna skupina s vodikom vezanim direktno za ugljik.

Stoga, počevši od CH ₄ i „uklanjanje” dva vodika, imat ćemo molekule HCOH ili H ₂ C = O, pod nazivom metanot (ili formaldehida, prema tradicionalnom nomenklaturi).

ketoni

Za ketone sufiks je –ona. Karbonilna skupina traži se da ima najmanji lokator pri popisu ugljika u glavnom lancu. Tako, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ COCH ₃ 2-heksana, a ne 5-heksana; zapravo su oba spoja u ovom primjeru ekvivalentna.

Eteri i esteri

Njihova su imena slična, ali prve imaju opću formulu ROR ', dok druge imaju RCOOR'. R i R 'predstavljaju iste ili različite alkilne skupine, koje su spomenute abecednim redom, u slučaju etera; ili ovisno o tome koji je povezan s karbonilnom skupinom, u slučaju estera.

Na primjer, CH ₃ OCH ₂ CH ₃ jest etil metil etera. A CH ₃ COOCH ₂ CH ₃ je etil etanoat. Zašto etanoat, a ne metanoat? Jer ne samo CH ₃ smatra ali i karbonilnu skupinu, od CH ₃ CO- predstavlja „kiselinski dio” od estera.

reakcije

Spomenuto je da su funkcionalne skupine odgovorne za definiranje reaktivnosti oksigenata. Na primjer, OH se može otpustiti u obliku molekule vode; čovjek tada govori o dehidraciji. Ova dehidracija pogoduje prisutnosti topline i kiselog medija.

Eteri, sa svoje strane, također reagiraju u prisutnosti vodikovih halogenida, HX. Pri tome se njihove COC veze razbijaju da nastanu alkilhalogenidi, RX.

Ovisno o okolišnim uvjetima, spoj se može dalje oksidirati. Na primjer, eteri se mogu transformirati u organske perokside, ROOR '. Također, i poznatije su oksidacije primarnog i sekundarnog alkohola u aldehide i ketone.

Aldehidi, sa svoje strane, mogu biti oksidirani u karboksilne kiseline. Oni, u prisutnosti alkohola i kiselog ili bazičnog medija, prolaze reakciju esterifikacije da se dobiju esteri.

U vrlo općenitom smislu, reakcije su usmjerene na povećanje ili smanjenje stupnja oksidacije spoja; ali u tom procesu mogu se stvoriti nove strukture, novi spojevi.

Prijave

Kada se kontroliraju njihove količine, oni su vrlo korisni kao aditivi (lijekovi, namirnice, u formulaciji proizvoda, benzina itd.) Ili otapala. Njihova upotreba očito je podložna prirodi oksigenata, ali ako su potrebne polarne vrste, vjerojatno će to biti opcija.

Problem ovih spojeva je što oni koji izgaraju mogu proizvesti proizvode koji su štetni za život i okoliš. Na primjer, višak kisikovih spojeva kao nečistoća u benzinu predstavlja negativan aspekt jer stvara zagađivače. Isto se događa ako su izvori goriva biljna masa (biogoriva).

Primjeri

Na kraju je spomenut niz primjera spojeva sa kisikom:

- etanol.

- dietilni eter.

- Aceton.

- Heksanol.

- Izoamil etaonoat.

- Mravlja kiselina.

- Masne kiseline.

- Krunski eteri.

- Izopropanol.

- Metoksibenzen.

- Fenil metil eter.

- Butanal.

- Propanone.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
2. Morrison, RT i Boyd, RN (1987). Organska kemija. (5. izdanje). Addison-Wesley Iberoamericana
3. Carey, FA (2008). Organska kemija. (6. izdanje). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
4. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. Amini. (10. izdanje.). Wiley Plus.
5. Andrew Tipler. (2010). Određivanje kiseoniziranih spojeva niske razine u benzinu pomoću Clarus 680 GC s tehnologijom protoka S-Swafer MicroChannel. PerkinElmer, Inc. Shelton, CT 06484 SAD.
6. Chang, J., Danuthai, T., Dewiyanti, S., Wang, C. & Borgna, A. (2013). Hidrodeoksigenacija guaiakol-a preko metalnih katalizatora podržanih ugljikom. ChemCatChem 5, 3041-3049. dx.doi.org