Proprietà dei composti ossigenati, reazioni, usi

IL composti ossigenati Sono tutti coloro che incorporano ossigeno in modo covalente o ionico. I più noti sono costituiti da molecole organiche che hanno legami C-O; Ma la famiglia è molto più ampia, collegamenti abitative come Si-O, P-O, Fe-O o simili.

I composti ossigenati covalenti sono generalmente organici (con scheletri di carbonio), mentre gli ionici sono inorganici, essenzialmente formati da ossidi (metallici e non metallici). Naturalmente, ci sono molte eccezioni alla regola precedente; Ma tutti hanno in comune la presenza di atomi di ossigeno (o ioni).

Bolle di ossigeno che salgono dalle profondità del mare. Fonte: pxhere.

L'ossigeno è facilmente presente quando gorgoglia nell'acqua (immagine superiore) o in qualsiasi altro solvente in cui non viene solubilizzato. È nell'aria che respiriamo, nelle montagne, nel cemento e nei tessuti delle piante e degli animali.

I composti ossigenati sono ovunque. Il tipo covalente non è "distinguibile" come gli altri, perché sembrano liquidi trasparenti o colori deboli; Tuttavia, l'ossigeno è lì, collegato in più modi.

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Proprietà

Poiché la famiglia dei composti ossigenati è così vasta, questo articolo si concentrerà esclusivamente sul tipo organico e covalente.

Grado di ossidazione

Tutti hanno in comune i collegamenti C-O, indipendentemente dalla loro struttura; Se è lineare, ramificato, ciclico, intricato, ecc. Più legami C-O, si dice che il composto o la molecola siano più ossigenati; E quindi, il suo grado di ossidazione è maggiore. Pertanto, i composti ossigenati valgono la ridondanza, sono ossidati.

A seconda del loro grado di ossidazione, vengono rilasciati diversi tipi di tali composti. I meno ossidati sono gli alcoli ed eteri; Nel primo esiste un collegamento C-OH (sia esso primario, secondario o carbonio terziario), e nei secondi collegamenti C-O-C. Da qui si può sostenere che gli eteri sono più ossidati degli alcoli.

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Continuando con lo stesso tema, nel grado di ossidazione, aldeidi e chetoni si verificano; Questi sono composti carbonilici e sono chiamati perché hanno un gruppo carbonilico, c = o. E infine, ci sono esteri e acidi carbossilici, questi ultimi portatori del gruppo carbossilico sono COOH.

Gruppi funzionali

Le proprietà di questi composti si basano sul loro grado di ossidazione; E inoltre, ciò si riflette dalla presenza, dalla mancanza o dall'abbondanza dei gruppi funzionali sopra menzionati: OH, CO e COOH. Maggiore è il numero attuale di questi gruppi in un composto, più ossigenato.

Né si possono dimenticare i legami C-O-C interni, che "perdono" importanza contro i gruppi ossigenati.

E quale ruolo svolgono tali gruppi funzionali in una molecola? Definiscono la loro reattività e rappresentano anche siti attivi in ​​cui la molecola può subire trasformazioni. Questa è una proprietà importante: sono unità di costruzione per macromolecole o composti per scopi specifici.

Polarità

Di solito i composti ossigenati sono polari. Questo perché gli atomi di ossigeno sono molto elettronegativi e quindi creano momenti di dipolo permanente.

Tuttavia, ci sono molte variabili che determinano se sono polari; Ad esempio, la simmetria della molecola, che comporta la cancellazione vettoriale di tali momenti di dipolo.

Nomenclatura

Ogni tipo di composti ossigenati ha le sue linee guida da nominare secondo la nomenclatura IUPAC. Le nomenclature per alcuni di questi composti sono semplicemente affrontate in modo semplice.

Alcoli

Gli alcoli, ad esempio, sono nominati aggiungendo il suffisso -ol alla fine dei nomi degli alcani di coloro che procedono. Pertanto, l'alcol derivato dal metano, CH₄, Si chiamerà metanolo, Cho₃OH.

Aldeide

Qualcosa di simile si verifica per aldeide, ma aggiungendo il suffisso -al.  Nel loro caso, non hanno un gruppo oh ma Cho, chiamato formil. Questo non è altro che un gruppo carbonilico con un idrogeno collegato direttamente al carbonio.

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Quindi, a partire da Cho₄ e "prendere" due idrogeni, la molecola HCO o H sarà₂C = O, chiamato metanale (o formaldeide, secondo la nomenclatura tradizionale).

Chetoni

Per i chetoni, il suffisso è -ona. Si cerca che il gruppo carbonile abbia il localizzatore più basso quando si tratta di elencare i carboni della catena principale. Quindi, Cho₃Cap₂Cap₂Cap₂Coch₃ È il 2-esanone e non il 5-esanone; In effetti, entrambi i composti sono equivalenti in questo esempio.

ETHETER ed esteri

I loro nomi sono simili, ma i primi hanno una formula generale ", mentre la seconda rcoor". R e R 'rappresentano gruppi alchilici uguali o diversi, che sono menzionati in ordine alfabetico, nel caso degli eteri; o a seconda di quale sia collegato al gruppo carbonilico, nel caso degli esteri.

Ad esempio, Cho₃Och₂Cap₃ È l'ether ethel etilico. Mentre scegli₃Cooch₂Cap₃, È etanoato etanoato. Perché etanoato e nessun metanoto? Perché non solo Cho è considerato₃ ma anche il gruppo carbonile, da Cho₃Co- rappresenta la "porzione acida" dell'estere.

Reazioni

È stato menzionato che i gruppi funzionali sono responsabili della definizione delle reattività dei composti ossigenati. Oh, ad esempio, può essere rilasciato sotto forma di una molecola d'acqua; Si parla allora di disidratazione. Questa disidratazione è favorita in presenza di calore e mezzo acido.

Gli eteri, nel frattempo, reagiscono anche in presenza di idrogeno alogenuri, HX. In tal modo, i loro collegamenti C-O-C sono rotti per formare alogenuri alchilici, RX.

A seconda delle condizioni dell'ambiente, il composto può ossidare ancora di più. Ad esempio, gli eteri possono essere trasformati in perossidi organici, Roor '. Inoltre, e meglio conosciuti, sono le ossidazioni di alcoli primari e secondari, aldeidi e chetoni, rispettivamente.

Aldeide, a sua volta, può ossidare gli acidi carbossilici. Questi, in presenza di alcoli e un acido o un mezzo di base, subiscono una reazione di sterili per causare esteri.

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In termini molto generali, le reazioni sono orientate per aumentare o ridurre il grado di ossidazione del composto; Ma nel processo può portare a nuove strutture, nuovi composti.

Applicazioni

Quando hai il controllo delle loro quantità, sono molto utili come additivi (farmacisti, cibo, nella formulazione di prodotti, benzina, ecc.) o solventi. Ovviamente, i suoi usi sono soggetti alla natura del composto ossigenato, ma se sono necessarie specie polari, è probabile che siano un'opzione.

Il problema di questi composti è che quando si brucia possono causare prodotti dannosi alla vita e all'ambiente. Ad esempio, in eccesso di composti ossigenati come impurità nella benzina, rappresentano un aspetto negativo perché genera inquinanti. Lo stesso accade se le fonti di carburante sono masse vegetali (biocarburanti).

Esempi

Infine, vengono menzionate una serie di esempi di composti ossigenati:

- Etanolo.

- Ether Dieth.

- Acetone.

- Esanolo.

- Isoamilo etaonoato.

- Acido formico.

- Acidi grassi.

- Corone.

- Isopropanolo.

- Metoxibenzene.

- Fenil metil etere.

- Butano.

- Propanona.

Riferimenti

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