ما المجموعات الوظيفية للمركبات العضوية

محمد عبد العال 25 أغسطس، 2022

ما المجموعات الوظيفية للمركبات العضوية

تم تعريف المجموعات الوظيفية على أنها مجموعات محددة من الذرات داخل الجزيئات، وهي مسؤولة عن بعض الخواص للجزيئات، وعن سلوك الجزيئات في التفاعلات الكيميائية مع غيرها من الجزيئات الأخرى، والمجموعة الفعالة الواحدة تتوحد كلها في الطريقة التي تتصرف بها في التفاعلات الكيميائية المميزة لها، وذلك يتم بغض النظر عن حجم الجزيء التي تكون مرتبطة به، وتلك المجموعات الوظيفية هي تعتبر ذرات ومجموعات ترتبط مع ذرات الكربون، ومن أشهر تلك المجموعات الوظيفية ما يلي.

التصنيف الكيميائيالمجموعة الوظيفيةالصيغةالبادئةاللاحقة
إيزوسياناتألكينR2C=CR2ألكيل--ين
حمض سلفونيكسلفوRSO3Hسلفو-مستبدل حمض سلفونيك
أميدكاروكساميدRCONR2كاربوكساميدو--اميد
كربوناتإستر كربوناتROCOORألكيل كربونات
إيزوسياناتأيزو سياناتRNCOأيزو سياناتو-ألكيل أيزو سيانات
إيمينكيتيمين ثنائيRC(=NR)R’إيمينو--يمين
مركب نيترونيتروRNO2نيترو-
حمض كربوكسيليكربوكسيلRCOOHكربوكسيل--اويك
أسيل هاليدهالوفورميلRCOXهالوفورميل--أويل هاليد
فوسفاتفوسفاتROP(=O)(OH)2فوسفو-
مشتقات تولوينبينزيلRCH2C6H5
RBn
بنزيل-1-(مستبدل)تولوين
سياناتسياناتROCNسياناتو-ألكيل سيانات
كيتونكيتونRCOR’كيتو-, اوكسو--ون
فوسفينفوسفينوR3Pفوسفينو-فوسفان-
أستيلأستيلRCOCH3أستيل-
مشتق بنزينمجموعة الفينيلRC6H5فينيل--بنزين
حمض فوسفوريكفوسفونوRP(=O)(OH)2فوسفونو-مستبدل حمض فوسفوريك
مشتق بيريدينبيريديلRC5H4N4-بيريديل / بيريدين-4-يل
3-بيريديل / بيريدين-3-يل
2-بيريديل / بيريدين-2-يل
-بيريدين
إيمينالديمين ثنائيRC(=NR’)Hإيمينو--يمين
سياناتثايوسياناتRSCNثايوسيانات-ألكيل ثايوسيانات
ثايولسفلى دريلRSHميركابتو-, سلفانيل--ثايول
إيمينألديمين أوليRC(=NH)Hإيمينو-يميني-
إسترإسترRCOOR’-وات
فوسفو داي استرفوسفاتHOPO(OR)2حمض فوسفوريك ثنائي(مستبدل) استرثنائي(مستبدل) هيدروجين فوسفات
أمين4° أيون أمونيومR4N+أمونيو--أمونيوم
أيزو سيانيدأيزو سيانيدRNCأيزو سيانو-ألكيل أيزو يانيد
سلفونسلفونيلRSO2R’سلفونيل-ثنائي(مستبدل) سلفون
أمينأمين ثالثيR3Nأمينو--أمين
إيثيرإيثيرROR’ألكوكسيل-ألكيل ألكيل ايثير
كحولهيدروكسيلROHهيدروكسيل--أول
كربوكسيلاتكربوكسيلاتRCOO−كربوكسي--اوات
ألكايينألكايينRC≡CR’ألكاينيل--يين
أسيتالأسيتالRCHOR’OR”أسيتال-
هالوألكانهالوRXهالو-ألكيل هاليد
سلفوكسيدسلفونيلRSOR’سلفينيل-ثنائي(مستبدل) سلفوكسيد
مركب آزوأزو
(ديميد)
RN2R’ازو-دايازين
إيمينكيتيمين اوليRC(=NH)R’إيمينو--يمين
أمينأمين ثنائيR2NHأمينو--أمين
ألدهيدألدهيدRCHOأوكسو--ال
بيروكسيدبيروكسيROORبيروكسي-ألكيل بيروكسيد
أيزو سياناتأيزو ثيو سياناتRNCSأيزو ثيو سياناتو-ألكيل أيزو ثيو سيانات
نيتريلنيتريلRCNسيانو-الكاننيتريل
ألكيل سيانيد
مركب نيتروزونيتروزوRNOنيتروزو-
أمينامين أوليRNH2أمينو--أمين
ألكانألكيلRHألكيل--ان

سنحاول فيما يلي عرض بعض المعلومات عن بعض المجموعات الوظيفية.

مجموعة هاليدات الأكيل الوظيفية

تعد هاليدات الأكيل مجموعة من المركبات الكيميائية تتكون من الألكانات مثل الإيثان والميثان مع هالوجين واحد أو العديد من الهالوجينات المتصلة، وذلك مثل الفلور أو الكلور، ما يجعل من الجزريئات المتكونة نوع من الهاليدات العضوية، والتي يتم تسميتها كيميائيا وتجارياً بالكثير من الأسماء، وبشكل عام فتعمل تلك المجموعة في العديد من الاستخدامات، والتي من بينها ما يلي.

  • المذيبات
  • الدوافع
  • معوقات اللهب
  • مطافئ الحريق
  • وسطاء التبريد

كما قد تم إثبات أن بعض تلك الألكانات الهالوجينية التي تحتوي على الكلور أو البروم ذاحبة تأثيرات سلبية على البيئة، ومن أشهر أضرارها “ثقب الأورزون”، وتعتبر مركبات الكلوروفلوروكربون أكبر مجموعة معروفة من الألكانات الهالوجينية، وهي انبعاثات كربونية تحتوي على عنصر الكربون، ويتم الرمز لها بالرمز CFC، كما تساهم تلك المركبات في كثير من تأثيرات الاحتباس الحراري.

مجموعة الكحول الوظيفية

يطلق مصطلح “الكحول” في الكيمياء العضوية على مجموعة الهيدروكسيل، فهي مجموعة مرتبطة بسلسلة هيدروكربونية حلقية أو مفتوحة، ويرمز لها بالرمز ROH، ويتم تصنيفها على أساس مدى ارتباطها بجزيئات الهيدروكسيل، وهي كما يلي.

  • أحاديّة الهيدروكسيل وصيغتها العامة CnH2n+2O.
  • ثنائيّة الهيدروكسل وصيغتها العامة: CnH2n+2O2
  • ثلاثيّة الهيدروكسيل وصيغتها العامة: CnH2n+2OX

الكحول هي مركبات قطبية، تتميز بأنها تمتلك خاصية تكوين الأربطة الهيدروجينية بين جزيئاتها، فهي تحتوي على الهيدروكسيل، والتي تعمل على زيادة التماسك بين الأربطة، وتمتاز بأن درجتا الغليان والكثافة مرتفعتين، ويمكن للكحول أن تذوب في المذيبات القطبية مثل الماء، فيمكن للكحول أن يكون مع الماء روابط هيدروجينية، ومن أشهر خصائصها أن العلاقة بين كتلتها الجزيئية ودرجة ذوبانها في الماء علاقة عكسية، فكلما زادت كتلتها الجزيئية قلت درجة ذوبانها في الماء، ولكن تلك العلاقة طردية في العلاقة بين كتلتها الجزيئية مع درجة غليانها وانصهارها وكثافتها.

مجموعة الأمينات الوظيفية

يعد الأمين مركب عضوي نتروجيني، وينتج عن استبدال جذر أو جذرين أو ثلاثة جذور هيدروكربونية بذرات الهيدروجين في جزء الأمونياك (غاز النشادر)، كما قد تعد الأمينات أمينات أليفاتية أو أمينات أروماتية، وهي مركبات عضوية قاعدية، تحتوي على ذرة نيتروجين، وتحمل زوجاً من الإلكترونات الحرة، ويتم تقسيم الأمينات بحسب عدد ذرات الكربون المرتبطة بذرة النيتروجين بها إلى كل مما يلي.

  1. الأمين الأولي هو الأمين الذي يحتوي على ذرة كربون واحدة مرتبطة بذرة النيتروجين.
  2. الأمين الثانوي هو الأمين الذي يحتوي على ذرتين من الكربون مرتبطتين بذرة النيتروجين.
  3. الأمين الثالثي هو الأمين الذي يحتوي على ثلاث ذرات من الكربون مرتبطين بذرة النيتروجين.

عندما تكون ذرة النيتروجين هي إحدى الذرات التي تكون الحلقة في المركب الحلقي، فالأمين في ذلك الوقت يسمى أمين حلقي غير متجانس، ومن أشهر أنواعه مركبي البيبيريدين والبيروليدين، هذان المركبان اللذان يتصرفان مثل تصرفات الأمينات الثانوية الأليفاتية، ويرمز إلى تلك المجموعة بالرمز RNH2.

مجموعة الاسترات الوظيفية

تعد الاسترات واحدة من المجموعات الوظيفية، والتي يرمز لها بالرمز R-COO-R، وتتشكل تلك الاسترات بتفاعل حمض أكسيدي مع مركب هيدروكسيل، وتتشكل الاتسرات في أغلب الأحيان من الأحماض العضوية، بحيث تقوم باستبدال مجموعة ألكيل التي تكون في العادة في الأحماض الكربوكسيلية، بمجموعة الهيدروكسيل.

  • تعد الاسترات من المجموعات واسعة الانتشار، فأغلب الدسم الموجود في الزيوت الطبيعية هي استرات للجليسرول.
  • يتم استخدام الاسترات ذات الوزن الجزيئي المنخفض عموما كأريج، مثل الموجودة في الزيوت العطرية والفيرمونات.
  • تشكل استرات الفوسفات السلسلة الأساسية في جزيئات الحمض النووي للكائن الحي DNA.
  • تعرف استرات النترات مثل نيتروغليسرين فتعرف بخواصها الانفجارية.
  • أما البولي إستر هو أشهر وأهم المواد البلاستيكية.

تمتلك الإسترات بعض الخواص الفيزيائية التي تميزها عن غيرها من المجموعات الوظيفية، والتي من بيها ما يلي.

  1. درجة غليان الإستر أقل من درجة غليان الكحول والحمض اللذان يدخلان في تحضيره من الأساس.
  2. تذوب الاسترات الصغرى في الماء، وذلك لوجود الصفة القطبية فيها، ولتقوم بتكوين روابط هيدروجينية بينها وبين الماء.

ما هي المركبات العضوية

تعد المركبات العضوية نوع من أنواع المركبات الكيميائية، ولكنه تتميز عن باقي الأنواع احتوائها على روابط بين ذرات الهيدروجين والكربون، وتم تخصيص لها كلمة عضوية، لأنها هي المركبات الداخلة في التفاعلية الحيوية التي يقوم بها الكائن الحي، ويسمى العلم الذي يهتم بدراستها بعلم الكيمياء العضوية، وللمركبات العضوية بشكل عام شكلين مختلفين، فإما أن تكون تلك المركبات على هيئة سلاسل كربونية ذات تركيب محدد، وحينئذ يتم إطلاق اسم “المركبات العضوية الأليفاتية” عليها، أو أن تكون على شكل هيدروكربونات آروماتية، وتلك المركبات تحتوي على حلقة أو أكثر من البنزين، وفي أغلب الأحيان تكون تلك المركبان غير متجانسة، فتحتوي الحلقة الواحدة ذرات مختلفة غير عنصر الكربون، ومن أشهرها البوليمرات.

تصنيف المركبات العضوية

يتم تصنيف المركبات العضوية على أساسين مختلفين، وهما بحسب نوع الروابط، أو بحسن نوع العنصر الداخل في تركيبها، ويتم التصنيف كما يلي.

تصنيف المركبات العضوية حسب نوع الروابط

نستطيع تقسيم المركبات العضوية عن طريق الاعتماد على نوع الروابط الداخلية في تلك المركبات، فهي على هذا تنقسم إلى نوعين رئيسيين، وهما كما يلي.

  • المركبات العضوية المشبعة: هي المركبات العضوية التي تتكون من روابط تساهمية أحادية، ومن أشهر أمثلتها “الألكانات”.
  • المركبات العضوية الغير مشبعة: هي المواد العضوية التي تتكون من روابط تساهمية ثنائية وثلاثية بجانب الروابط الأحادية، ومن أشهر أمثلتها “الألكانات” و”الألكينات”.

تصنيف المركبات العضوية حسب نوع العنصر

يتم تقسيم المركبات العضوية بحسب نوع العناصر الداخلية في تكوينها إلى نوعين أساسيين، وهما كما يلي.

  • الهيروكربونات: هي المواد الكيميائية التي تحتوي على ذرات من عنصري الكربون والهيدروجين فقط.
  • مشتقات الهيدروكربونات: هي المواد الكيميائية التي يدخل في تكوينها عناصر إضافية مع الهيدروجين والكربون، مثل الهالوجينات والنيتروجين والكبريت والأكسجين.
ما المجموعات الوظيفية للمركبات العضوية

الوسوم