ما المجموعات الوظيفية للمركبات العضوية

ما المجموعات الوظيفية للمركبات العضوية

تم تعريف المجموعات الوظيفية كمجموعات محددة من الذرات داخل الجزيئات، وهي المسؤولة عن بعض الخواص للجزيئات وسلوكها في التفاعلات الكيميائية مع غيرها من الجزيئات الأخرى، ويتحد الجزيئات في المجموعة الوظيفية الواحدة في السلوك الكيميائي المميز لها، بغض النظر عن حجم الجزيء المرتبط بها، وتعتبر تلك المجموعات الوظيفية ذرات ومجموعات ترتبط بذرات الكربون، ومن أشهر تلك المجموعات الوظيفية ما يلي.

سنحاول فيما يلي عرض بعض المعلومات حول بعض المجموعات الوظيفية.

مجموعة هاليدات الأكيل الوظيفية

الهاليدات الأكيل هي مجموعة من المركبات الكيميائية التي تتكون من الألكانات مثل الإيثان والميثان مع هالوجين واحد أو العديد من الهالوجينات المتصلة، مثل الفلور أو الكلور، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات هاليدات عضوية، والتي يتم تسميتها كيميائيا وتجاريا بأسماء مختلفة، وعموما فإن تلك المجموعة تستخدم في العديد من الاستخدامات، بما في ذلك ما يلي.

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

تمت إثبات أن بعض المركبات الألكانية المحتوية على الكلور أو البروم لها تأثيرات سلبية على البيئة، ومن أبرز آثارها “ثقب الأوزون”. وتعتبر المركبات الكلوروفلوروكربون، التي تحتوي على الكربون، أكبر مجموعة معروفة من المركبات الألكانية الهالوجينية. وتشكل تلك المركبات جزءا من انبعاثات الكربون، ويرمز لها بـ CFC، وتسهم في العديد من تأثيرات الاحتباس الحراري.

مجموعة الكحول الوظيفية

في الكيمياء العضوية، يطلق على مجموعة الهيدروكسيل مصطلح “الكحول”، حيث تكون مرتبطة بسلسلة هيدروكربونية حلقية أو مفتوحة، ويرمز لها بالرمز ROH، وتصنف بناء على ارتباطها بجزيئات الهيدروكسيل، وهي كالتالي.

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

الكحول هي مركبات قطبية تتميز بقدرتها على تشكيل روابط هيدروجينية بين جزيئاتها. فهي تحتوي على مجموعة الهيدروكسيل التي تعزز التماسك بين الجزيئات، وتتميز بدرجات غليان وكثافة مرتفعة. يمكن للكحول أن يذوب في المذيبات القطبية مثل الماء، وبالتالي يمكن للكحول أن يشكل روابط هيدروجينية مع الماء. ومن أبرز خصائص الكحول أن هناك علاقة عكسية بين كتلة الجزيئ الكحولي ودرجة ذوبانه في الماء، حيث تقل درجة الذوبان كلما زادت كتلة الجزيئة، ولكن العلاقة بين كتلة الجزيئة ودرجة الغليان والانصهار والكثافة هي علاقة طردية.

مجموعة الأمينات الوظيفية

الأمين هو مركب عضوي نتروجيني، يتم إنتاجه عن طريق استبدال جذر أو جذرين أو ثلاثة جذور من الهيدروكربونات بذرات الهيدروجين في الأمونياك (غاز النشادر). يمكن أن تكون الأمينات أمينات أليفاتية أو أمينات أروماتية، وهي مركبات عضوية قاعدية تحتوي على ذرة نيتروجين وتحمل زوجا من الإلكترونات الحرة. يتم تصنيف الأمينات حسب عدد ذرات الكربون المرتبطة بذرة النيتروجين فيها.

1. الأمين الأول 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 كربون مرتبطة بذرة النيتروجين.

إذا كانت ذرة النيتروجين جزءا من الحلقة في مركب حلقي، فإن الأمين يسمى أمين حلقي غير متجانس، والبيبيريدين والبيروليدين من أبرز أنواعه، وتتصرف هذه المركبات على غرار الأمينات الثانوية الأليفاتية، ويرمز لهذه المجموعة بالرمز RNH2.

مجموعة الاسترات الوظيفية

الاسترات هي واحدة من المجموعات الوظيفية، وترمز لها بالرمز R-COO-R، وتتشكل هذه الاسترات من تفاعل حمض أكسيدي مع مركب هيدروكسيل، وغالبا ما تتشكل الاسترات من الأحماض العضوية، حيث يتم استبدال مجموعة الألكيل التي تتواجد عادة في الأحماض الكربوكسيلية بمجموعة الهيدروكسيل.

• الاسترات تعتبر من المجموعات الواسعة الانتشار، حيث أن معظم الدسم الموجود في الزيوت الطبيعية هو استرات للجليسرول.
• يتم استخدام الاسترات ذات الوزن الجزيئي المنخفض عموما كعطر، مثل تلك الموجودة في الزيوت العطرية والفيرمونات.
• تشكل استرات الفوسفات السلسلة الأساسية في جزيئات الحمض النووي للكائن الحي DNA.
• تعرف استرات النترات مثل النيتروجليسرين بخواصها الانفجارية.
• أما البولي إستر فهو أحد أهم وأشهر المواد البلاستيكية.

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

1. درجة غليان الإستر أقل من درجة غليان الكحول والحمض اللذان يستخدمان في تحضيره.
2. تتحلل الإسترات الصغرى في الماء، وذلك بسبب تواجدها بخاصية القطبية، وتتكون روابط هيدروجينية بينها وبين الماء.

ما هي المركبات العضوية

المركبات العضوية هي نوع من المركبات الكيميائية، ولكنها مميزة بوجود روابط بين ذرات الهيدروجين والكربون، وتسمى عضوية لأنها تدخل في التفاعلات الحيوية التي يقوم بها الكائن الحي. يدرسها علم الكيمياء العضوية. تأتي المركبات العضوية على شكل سلاسل كربونية محددة، وتسمى المركبات العضوية الأليفاتية، أو على شكل هيدروكربونات آروماتية تحتوي على حلقة أو أكثر من البنزين. تكون هذه المركبات غير متجانسة، حيث تحتوي الحلقة ذرات مختلفة غير الكربون. ومن أشهر هذه المركبات البوليمرات.

تصنيف المركبات العضوية

تصنف المركبات العضوية على أساسين مختلفين، الأول يتم تصنيفها وفقا لنوع الروابط، والثاني يتم تصنيفها وفقا لنوع العنصر الموجود في تركيبها، ويتم التصنيف كما يلي.

تصنيف المركبات العضوية حسب نوع الروابط

يمكننا تقسيم المركبات العضوية استنادا إلى نوع الروابط الداخلية في تلك المركبات، وبذلك تنقسم إلى نوعين رئيسيين، وهما كما يلي.

• المركبات العضوية المشبعة: هذه هي المركبات العضوية التي تتألف من روابط تساهمية أحادية، وأشهر أمثلتها هي “الألكانات”.
• المركبات العضوية الغير مشبعة: المواد العضوية تتكون من روابط تساهمية ثنائية وثلاثية جنبا إلى جنب مع الروابط الأحادية، وأمثلة شهيرة على ذلك هي “الألكانات” و “الألكينات”.

تصنيف المركبات العضوية حسب نوع العنصر

تتم تقسيم المركبات العضوية حسب نوع العناصر الداخلية في تكوينها إلى نوعين أساسيين، وهما كالتالي.

• الهيروكربونات: تحتوي المواد الكيميائية على ذرات من الكربون والهيدروجين فقط.
• مشتقات الهيدروكربونات: هي المواد الكيميائية التي يتم تكوينها بإضافة عناصر إلى الهيدروجين والكربون، مثل الهالوجينات والنيتروجين والكبريت والأكسجين.