У хемији, посебно у органској хемији, функционална група је специфична група атома унутар молекула која је одговорна за карактеристичне хемијске реакције молекула. Замислите је као „активно место“ или „део који дефинише понашање“ органског молекула. Без обзира на величину или облик остатка молекула, функционална група се понаша на предвидљив начин у хемијским реакцијама.
Зашто су функционалне групе важне?
Функционалне групе одређују својства и реактивност органских једињења. Хемичари их користе за класификацију органских молекула и предвиђање како ће реаговати. На пример, алкохоли, киселине, естри и кетони садрже различите функционалне групе и свака реагује другачије у хемијским реакцијама.
Идентификовањем функционалних група у молекулу, можете:
● Предвидите како ће се понашати у хемијским реакцијама.
● Разумети његову растворљивост (да ли се раствара у води или не).
● Утврдите да ли је кисело или базно.
● Предвидите његову тачку кључања или топљења.
Примери уобичајених функционалних група
Хајде да прегледамо неке од најчешћих функционалних група у органској хемији:
1. Хидроксилна група (-OH)
● Налази се у алкохолима.
● Чини молекуле поларним и способним за формирање водоничних веза.
● Пример: Етанол (CH₃CH₂OH)
2. Карбонилна група (C=O)
● Налази се у кетонима и алдехидима.
● Угљеник повезан двоструком везом са атомом кисеоника.
● Пример:
Кетон: Ацетон (CH₃COCH₃)
Алдехид: Формалдехид (HCHO)
3. Карбоксилна група (-COOH)
● Налази се у карбоксилним киселинама.
● Чини молекул киселим.
● Пример: Сирћетна киселина (CH₃COOH), главна киселина у сирћету.
4. Амино група (-NH₂)
● Налази се у аминима и аминокиселинама.
● Може деловати као база и прихватати протоне.
● Пример: Глицин, аминокиселина.
5. Естер група (-COO-)
● Налази се у естрима.
● Често даје воћу њихов слатки мирис.
● Настаје од киселине и алкохола.
● Пример: Етил ацетат (користи се у средству за скидање лака за нокте).
6. Етерска група (ROR)
● Атом кисеоника повезан са две угљеникове групе.
● Уобичајено у растварачима.
● Пример: Диетил етар.
7. Halide Group (CX)
● Где је X = халоген као што је F, Cl, Br или I.
● Налази се у алкил халидима.
● Користи се у расхладним флуидима и успоривачима горења.
8. Сулфхидрил група (-SH)
● Налази се у тиолима.
● Слично хидроксилу, али са сумпором.
● Важан у структури протеина (дисулфидне везе).
Функционалне групе и реактивност
Присуство специфичне функционалне групе у молекулу у великој мери одређује како ће тај молекул реаговати. На пример:
● Алкохоли (-OH) могу се дехидрирати и формирати алкене.
● Карбоксилне киселине (-COOH) могу реаговати са алкохолима и формирати естре.
● Амини (-NH₂) могу деловати као базе и прихватати водоникове јоне.
Ово предвидљиво понашање је невероватно корисно у синтетичкој хемији, дизајну лекова и науци о материјалима.
Функционалне групе у биолошким молекулима
Функционалне групе су такође кључне за живот. У биохемији, структура и функција протеина, ДНК, угљених хидрата и масти у великој мери зависе од функционалних група које садрже.
● Протеини садрже амино (-NH₂) и карбоксилне (-COOH) групе.
● Угљени хидрати често садрже хидроксилне (-OH) и карбонилне (C=O) групе.
● ДНК и РНК садрже фосфатне групе (-PO₄) и базе које садрже азот.
Ове групе омогућавају биолошким молекулима да интерагују, формирају водоничне везе, преносе енергију и још много тога.
Како хемичари користе функционалне групе
Хемичари често користе нотацију функционалних група када цртају или именују молекуле. У хемијским реакцијама, могу се позивати на реакције по укљученој групи. На пример:
● „Оксидација алкохола“ се односи на реакције које укључују -OH групе.
● „Нуклеофилна супституција“ често укључује халидне функционалне групе.
Такође користе анализу функционалних група да би идентификовали непозната једињења користећи методе попут инфрацрвене (ИЦ) спектроскопије и нуклеарне магнетне резонанце (НМР), пошто свака група апсорбује енергију на јединствен начин.
Резиме
Функционална група је специфична група атома у молекулу која даје молекулу његова посебна својства и реактивност. Оне су основа органске хемије, пружајући начин за класификацију и предвиђање понашања сложених молекула. Од једноставних алкохола до сложене ДНК, функционалне групе помажу у дефинисању структуре, функције и реактивности хемијских једињења. Њихово разумевање је неопходно за савладавање хемије, посебно у областима као што су фармацеутска индустрија, биологија и индустријска хемија.
Време објаве: 20. јун 2025.
