Sauerstoffverbindungen Eigenschaften, Reaktionen, verwendet, verwendet

Der Sauerstoffhaltige Verbindungen Sie sind alle, die Sauerstoff entweder kovalent oder ionisch einbeziehen. Das bekannteste besteht aus organischen Molekülen mit C-O-Bindungen; Aber die Familie ist viel breiter, Wohnungsverbindungen wie SI-O, P-O, Fe-O oder ähnliche.

Die kovalenten Sauerstoffverbindungen sind normalerweise organisch (mit Kohlenstoffskeletten), während Ionik anorganisch sind und im Wesentlichen durch Oxide gebildet werden (metallisch und nicht metallisch). Natürlich gibt es viele Ausnahmen von der vorherigen Regel; Aber alle haben gemeinsam das Vorhandensein von Sauerstoffatomen (oder Ionen).

Sauerstoffblasen steigen aus den Tiefen des Meeres auf. Quelle: pxhere.

Sauerstoff ist leicht vorhanden, wenn es im Wasser (oberes Bild) oder in einem anderen Lösungsmittel sprudelt, wo es nicht solubilisiert ist. Es liegt in der Luft, die wir atmen, in den Bergen, im Zement sowie in der Pflanze und in den Tiergeweben.

Sauerstoffhaltige Verbindungen sind überall. Der kovalente Typ ist nicht so "unterscheidbar" wie die anderen, da sie wie transparente Flüssigkeiten oder schwache Farben aussehen. Sauerstoff ist jedoch auf mehreren Arten verbunden.

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Eigenschaften

Da die Familie der sauerstoffhaltigen Verbindungen so groß ist, wird sich dieser Artikel ausschließlich auf organische und kovalente Typ konzentrieren.

Oxidationsgrad

Alle von ihnen haben gemeinsam die C-O-Verbindungen, unabhängig von ihrer Struktur; Wenn es linear, verzweigt, zyklisch, kompliziert ist, usw. Je mehr C-O-Bindungen, ist es, dass die Verbindung oder das Molekül mehr sauerstoffhaltig ist; Und daher ist sein Oxidationsgrad größer. Somit sind sauerstoffhaltige Verbindungen die Redundanz wert, sie werden oxidiert.

Abhängig von ihrem Oxidationsgrad werden verschiedene Arten solcher Verbindungen freigesetzt. Am wenigsten oxidiert sind Alkohole und Ether; Im ersteren gibt es einen C-OH. Von hier aus kann argumentiert werden, dass die Ether mehr oxidiert sind als Alkohole.

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Fortsetzung des gleichen Themas treten Aldehyde und Ketone in Oxidation fort; Dies sind Carbonylverbindungen, und sie werden so genannt, weil sie eine Carbonylgruppe haben, c = o. Und schließlich gibt es Ester und Carbonsäuren.

Funktionelle Gruppen

Die Eigenschaften dieser Verbindungen basieren auf ihrem Oxidationsgrad; Und dies spiegelt sich auch in der Anwesenheit, dem Mangel oder der Fülle der oben genannten funktionellen Gruppen wider: Oh, CO und Cooh. Je höher die vorliegende Anzahl dieser Gruppen in einer Verbindung, desto mehr sauerstoffhaltiger.

Auch interne C-O-C-Bindungen können vergessen werden, die gegen sauerstoffhaltige Gruppen "Bedeutung verlieren".

Und welche Rolle spielt solche funktionellen Gruppen in einem Molekül? Sie definieren ihre Reaktivität und repräsentieren auch aktive Stellen, an denen das Molekül Transformationen leiden kann. Dies ist eine wichtige Eigenschaft: Sie sind Baueinheiten für Makromoleküle oder Verbindungen für bestimmte Zwecke.

Polarität

Normalerweise sind sauerstoffhaltige Verbindungen polar. Dies liegt daran, dass Sauerstoffatome sehr elektronegativ sind und daher permanente Dipolmomente erzeugen.

Es gibt jedoch viele Variablen, die bestimmen, ob sie polar sind oder nicht. Zum Beispiel die Symmetrie des Moleküls, die die Vektor -Stornierung solcher Dipolmomente beinhaltet.

Nomenklatur

Jede Art von sauerstoffhaltigen Verbindungen hat ihre Richtlinien gemäß der IUPAC -Nomenklatur zu ernennen. Die Nomenklaturen für einige dieser Verbindungen werden einfach vereinfacht angesprochen.

Alkohole

Die Alkohole zum Beispiel werden durch Hinzufügen des Suffix -ol am Ende der Namen der Alkane derjenigen benannt, die vorgehen. So stammen Alkohol aus Methan, CH₄, Es wird Methanol genannt, Cho₃Oh.

Aldehyde

Ähnliches tritt bei Aldehydos auf, aber das Suffix -al hinzufügt.  In ihrem Fall haben sie keine Gruppe, aber Cho, genannt Formil. Dies ist nichts weiter als eine Carbonylgruppe mit einem Wasserstoff, der direkt mit Kohlenstoff verbunden ist.

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So beginnend von Cho₄ und "zwei Wasserzüge einnehmen", das HCO- oder H -Molekül ist₂C = O, Metanal (oder Formaldehyd, gemäß der traditionellen Nomenklatur).

Ketone

Für Ketone ist das Suffix -ona. Es wird beantragt, dass die Carbonylgruppe den niedrigsten Ort hat, wenn es darum geht, die Kohlenstoffe der Hauptkette aufzulisten. So, Cho₃CH₂CH₂CH₂Coch₃ Es ist der 2-Hexanon und nicht das 5-Hexanon; Tatsächlich sind beide Verbindungen in diesem Beispiel gleichwertig äquivalent.

Ethers und Ester

Ihre Namen sind ähnlich, aber die ersteren haben eine allgemeine Formel ROR ', während der zweite RCOOR'. R und R 'repräsentieren gleiche oder unterschiedliche Alkylgruppen, die in alphabetischer Reihenfolge im Fall von Ether erwähnt werden; oder je nachdem, welche mit der Carbonylgruppe im Fall von Estern verbunden sind.

Zum Beispiel Cho₃Och₂CH₃ Es ist der Ethil -Methylether. Während der Wahl₃Cooch₂CH₃, Es ist Ethylethanoat. Warum Etanoato und kein Metanoato? Weil nicht nur Cho in Betracht gezogen wird₃ aber auch die Carbonylgruppe, seit Cho₃Co-repräsentiert den "sauren Teil" des Esters.

Reaktionen

Es wurde erwähnt, dass funktionelle Gruppen für die Definition der Reaktivitäten von sauerstoffhaltigen Verbindungen verantwortlich sind. Oh, zum Beispiel kann in Form eines Wassermoleküls freigesetzt werden; Dann wird die Rede von Dehydration sein. Diese Dehydration wird in Gegenwart von Wärme und einem sauren Medium bevorzugt.

Die Ether reagieren unterdessen auch in Gegenwart von Wasserstoffhalogenuros, HX. Dabei werden ihre C-O-C-Verbindungen gebrochen, um Alkylhaliden zu bilden, Rx.

Abhängig von den Umweltbedingungen kann die Verbindung noch mehr oxidieren. Zum Beispiel können Ether in organische Peroxide umgewandelt werden, Roor ''. Auch und besser bekannt sind die Oxidationen von primären und sekundären Alkoholen, Aldehydos bzw. Ketonen.

Aldehydos können wiederum Carboxsäuren oxidieren. Diese in Gegenwart von Alkoholen und einem Säure oder einem Basismedium leiden an einer Sterifizierungsreaktion, um Ester zu verursachen.

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In sehr allgemeiner Hinsicht orientieren sich die Reaktionen, um den Oxidationsgrad der Verbindung zu erhöhen oder zu verringern. Dabei kann es jedoch zu neuen Strukturen führen, neue Verbindungen.

Anwendungen

Wenn Sie die Kontrolle über ihre Mengen haben, sind sie als Zusatzstoffe sehr nützlich (Apotheker, Lebensmittel, bei der Formulierung von Produkten, Benzin usw. usw.) oder Lösungsmittel. Offensichtlich unterliegen seine Verwendungen der Art der sauerstoffhaltigen Verbindung, aber wenn polare Spezies erforderlich sind, sind sie wahrscheinlich eine Option.

Das Problem dieser Verbindungen ist, dass sie beim Verbrennen Produkte verursachen können, die für das Leben und die Umwelt schädlich sind. Zum Beispiel stellen überschüssige sauerstoffhaltige Verbindungen wie Verunreinigungen im Benzin einen negativen Aspekt dar, da es Schadstoffe erzeugt. Das Gleiche gilt für Kraftstoffquellen Pflanzenmassen (Biokraftstoffe).

Beispiele

Schließlich werden eine Reihe von Beispielen für sauerstoffhaltige Verbindungen erwähnt:

- Ethanol.

- Äther Dieth.

- Aceton.

- Hexanol.

- Isoamilo etaonoato.

- Ameisensäure.

- Fettsäuren.

- Kronen.

- Isopropanol.

- Metoxibenzol.

- Phenylmethylether.

- Butanal.

- Propanona.

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