Функциональные группы – это атомы или группы атомов, входящие в состав органических молекул и определяющие их химические свойства и реакционную способность. Молекулы, содержащие одинаковые функциональные группы, обычно обладают сходными химическими свойствами. Знание функциональных групп является основой для понимания органической химии.
Вот основные функциональные группы органических соединений:
1. Углеводороды (только C и H):
- Алкил (Alkyl group, — R): Это группа, полученная удалением одного атома водорода из алкана (например, метил — CH3, этил — CH2CH3). Не является функциональной группой в строгом смысле, но часто упоминается как часть других функциональных групп. Алкен (Alkene, C=C): Двойная связь между атомами углерода. Алкин (Alkyne, C≡C): Тройная связь между атомами углерода. Арен (Arene, Ar-): Ароматическое кольцо (например, бензольное кольцо).
2. Галогенопроизводные:
- Галоген (Haloalkane, — X, где X = F, Cl, Br, I): Атом галогена (фтор, хлор, бром, йод), связанный с углеродным скелетом.
3. Кислородсодержащие:
- Спирт (Alcohol, — OH): Гидроксильная группа, связанная с насыщенным атомом углерода. Фенол (Phenol, Ar-OH): Гидроксильная группа, связанная с ароматическим кольцом. Эфир (Ether, — O-): Атом кислорода, связанный с двумя углеводородными группами. Альдегид (Aldehyde, — CHO): Карбонильная группа (C=O), связанная с атомом водорода и углеводородной группой. Кетон (Ketone, — CO-): Карбонильная группа (C=O), связанная с двумя углеводородными группами. Карбоновая кислота (Carboxylic acid, — COOH): Карбоксильная группа, содержащая карбонильную группу (C=O) и гидроксильную группу (OH). Сложный эфир (Ester, — COO-): Группа, образованная в результате реакции карбоновой кислоты и спирта.
4. Азотсодержащие:
- Амин (Amine, — NH₂ , — NHR, — NR₂): Производное аммиака (NH₃), в котором один, два или все три атома водорода замещены на углеводородные группы (первичный, вторичный и третичный амины соответственно). Амид (Amide, — CONH₂ , — CONHR, — CONR₂): Группа, образованная в результате реакции карбоновой кислоты и амина. Нитрил (Nitrile, — C≡N): Цианогруппа, содержащая тройную связь между углеродом и азотом. Нитросоединение (Nitro compound, — NO₂): Нитрогруппа, связанная с углеродным скелетом.
5. Серосодержащие:
- Тиол (Thiol, — SH): Сульфгидрильная группа, аналог спирта, но с серой вместо кислорода. Сульфид (Sulfide, — S-): Атом серы, связанный с двумя углеводородными группами, аналог эфира.
6. Фосфорсодержащие:
- Фосфат (Phosphate, — OPO(OH)₂): Группа, содержащая атом фосфора, связанный с четырьмя атомами кислорода. Важна в биологических системах.
Важные моменты:
- Названия: Приведены наиболее распространенные названия функциональных групп. Связи: Черточка (-) обозначает связь с остальной частью молекулы. Сочетания: Одна молекула может содержать несколько функциональных групп. В этом случае свойства молекулы определяются совокупным влиянием всех этих групп. Реакционная способность: Каждая функциональная группа обладает определенной реакционной способностью, то есть способностью вступать в определенные химические реакции. Классификация: Молекулы классифицируются по содержащимся в них функциональным группам (например, спирты, альдегиды, амины).
Эта таблица содержит основные функциональные группы, которые необходимо знать для изучения органической химии. Зная функциональные группы, можно предсказывать свойства и реакционную способность органических соединений.
