КИСЕОНИЗОВАНА ЈЕДИЊЕЊА: СВОЈСТВА, РЕАКЦИЈЕ, УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

У оксигената су они који укључују кисеоник или ковалентно или јонски. Најпознатији се састоје од органских молекула који имају везе ЦО; али породица је много шира, домаћин је веза као што су Си-О, ПО, Фе-О или сличне.

Ковалентни оксигенати су углавном органски (са угљеничним скелетима), док су јонска једињења неорганска, састављена у основи од оксида (металних и неметалних). Наравно, постоје многи изузеци од претходног правила; али свима је заједничко присуство атома кисеоника (или јона).

Мјехурићи кисеоника који се уздижу из морских дубина. Извор: Пкхере.

Кисеоник је лако присутан када бубри у води (горња слика) или у било ком другом растварачу где се не раствара. Налази се у ваздуху који удишемо, у планинама, у цементу, у биљним и животињским ткивима.

Кисгенати су свуда. Они ковалентног типа нису тако "препознатљиви" као остали, јер имају изглед прозирне течности или бледе боје; ипак кисеоник је ту, везан на више начина.

Својства

Пошто је породица оксигената тако велика, овај чланак ће се фокусирати само на органске и ковалентне типове.

Степен оксидације

Сви имају заједничке везе ЦО, без обзира на њихову структуру; ако је линеаран, разгранат, цикличан, замршен итд. Што више ЦО веза постоји, каже се више једињења или молекула са кисеоником; и према томе, степен његове оксидације је већи. Будући да су ова једињења са кисеоником, вредна сувишности, оксидују.

У зависности од њиховог степена оксидације, ослобађају се различите врсте таквих једињења. Најмање су оксидовани алкохоли и етри; у првом се налази Ц-ОХ веза (бити то примарни, секундарни или терцијарни угљеник), а у другом ЦОЦ везе. Отуда се може тврдити да су етери оксидованији од алкохола.

Након исте теме, алдехиди и кетони прате степен оксидације; То су карбонилна једињења, а називају се зато што имају карбонилну групу, Ц = О. И на крају, постоје естри и карбоксилне киселине, последњи су носиоци карбоксилне групе, ЦООХ.

Функционалне групе

Својства ових једињења су функција њиховог степена оксидације; и слично се ово одражава присуством, недостатком или обиљем горе поменутих функционалних група: ОХ, ЦО и ЦООХ. Што је већи број ових група присутних у једињењу, то ће он бити више кисеоника.

Не могу се заборавити ни унутрашње везе ЦОЦ, које „губе“ важност у поређењу са групама са кисеоником.

И какву улогу играју такве функционалне групе у молекули? Они дефинишу његову реактивност, а такође представљају активна места на којима молекул може да прође трансформације. Ово је важно својство: они граде блокове за макромолекуле или једињења за посебне сврхе.

Поларитет

Оксигенати су углавном поларни. То је зато што су атоми кисеоника високо електронегативни, па стварају сталне диполске моменте.

Међутим, постоји много варијабли које одређују да ли су оне поларне или не; на пример, симетрија молекула, што повлачи за собом векторско отказивање таквих диполних момената.

Номенклатура

Свака врста оксигенизованих једињења има своје смернице које треба да буду именоване према ИУПАЦ номенклатури. Ниже су описане номенклатуре неких од ових једињења.

Алкохоли

Алкохоли се, на пример, именују додавањем суфикса -ол на крају имена алкана из којих потичу. Тако је алкохол добијен метана, ЦХ ₄ , ће се звати метанола, ЦХ ₃ ОХ.

Алдехиди

Нешто слично се догађа и за алдехиде, али додавање суфикса -ал. У вашем случају, они немају ОХ групу већ ЦХО, звану формил. Ово није ништа друго него карбонилна група са водоником везаним директно за угљеник.

Стога, почевши од ЦХ ₄ и "уклањање" два водоника, имаћемо молекул ХЦОХ или Х ₂ Ц = О, названу метанала (или формалдехида, по традиционалној номенклатури).

Кетони

За кетоне суфикс је –она. Тражи се да карбонилна група има најнижи локатор када наводи угљенике главног ланца. Стога, ЦХ ₃ ЦХ ₂ ЦХ ₂ ЦХ ₂ ЦОЦХ ₃ је 2 -хексаноном, а не 5 -хексаноном; у ствари су оба једињења у овом примеру еквивалентна.

Етери и естри

Њихова имена су слична, али прве имају општу формулу РОР, док друге имају РЦООР. Р и Р 'представљају исте или различите алкилне групе, које су поменуте абецедним редом, у случају етера; или у зависности од тога која је везана за карбонилну групу, у случају естера.

На пример, ЦХ ₃ ОЦХ ₂ ЦХ ₃ етил метил етар. Док ЦХ ₃ Цооцх ₂ ЦХ ₃ етил етаноат. Зашто етаноат, а не метаноат? Јер се сматра не само ЦХ ₃ већ и карбонил група, пошто ЦХ ₃ ЦО- представља "киселине дио" естра.

Реакције

Споменуто је да су функционалне групе одговорне за дефинисање реактивности оксигената. ОХ, на пример, може се ослободити у облику молекула воде; човек тада говори о дехидрацији. Ова дехидрација је погодна у присуству топлоте и киселог медијума.

Етери, са своје стране, такође реагују у присуству водоника, ХКС. При томе се њихове ЦОЦ везе разбијају да би формирале алкил халогениде, РКС.

У зависности од услова околине, једињење се може даље оксидисати. На пример, етри се могу трансформисати у органске пероксиде, РООР '. Такође, и боље познате су оксидације примарних и секундарних алкохола до алдехида и кетона, респективно.

Алдехиди, заузврат, могу да се оксидују у карбоксилне киселине. Они, у присуству алкохола и киселог или базног медијума, подлијежу реакцији естерификације да би се добили естри.

У веома генералном погледу, реакције су усмерене на повећање или смањење степена оксидације једињења; али у том процесу могу се створити нове структуре, нова једињења.

Апликације

Када се њихове количине контролишу, оне су веома корисне као адитиви (лекови, намирнице, у формулацији производа, бензина итд.) Или растварачи. Њихова употреба је очигледно подложна природи оксигената, али ако су потребне поларне врсте, оне ће вероватно бити опција.

Проблем ових једињења је што када сагоревају, они могу произвести производе који су штетни за живот и животну средину. На пример, вишак оксигенизованих једињења као нечистоћа у бензину представља негативан аспект јер ствара загађиваче. Исто се дешава ако су извори горива биљне масе (биогорива).

Примери

На крају је поменут низ примера једињења са кисеоником:

- Етанол.

- Диетил етар.

- Ацетон.

- Хеканол.

- Изоамил етанонат.

- Мравља киселина.

- Масне киселине.

- Крунски етри.

- Изопропанол.

- Метоксибензен.

- Фенил метил етар.

- Бутанал.

- Пропаноне.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Моррисон, РТ и Боид, РН (1987). Органска хемија. (5. издање). Аддисон-Веслеи Ибероамерицана
3. Цареи, ФА (2008). Органска хемија. (6. издање). МцГрав-Хилл, Интерамерица, Едиторес СА
4. Грахам Соломонс ТВ, Цраиг Б. Фрихле. (2011). Органска хемија. Амини. (10. издање.) Вилеи Плус.
5. Андрев Типлер. (2010). Одређивање кисеонизованих једињења ниског нивоа у бензину применом Цларус 680 ГЦ са С-Свафер МицроЦханнел проточном технологијом. ПеркинЕлмер, Инц. Схелтон, ЦТ 06484 УСА.
6. Цханг, Ј., Данутхаи, Т., Девиианти, С., Ванг, Ц. и Боргна, А. (2013). Хидродеоксигенација гуаиакола преко металних катализатора подржаних угљеником. ЦхемЦатЦхем 5, 3041-3049. дк.дои.орг