Karbonyyli

Wikipediasta
(Ohjattu sivulta Karbonyyliryhmä)
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Karbonyyliryhmä (A ja B kuvaa ryhmään liittyneitä atomeja)

Karbonyyliryhmä on funktionaalinen ryhmä (orgaanisessa kemiassa), joka koostuu toisiinsa kaksoissidoksella kiinnittyneistä hiili- ja happiatomeista.

Alla olevassa taulukossa on esitetty funktionaalisia ryhmiä, jotka sisältävät karbonyyliryhmän. Karbonyyliryhmä antaa näille yhdisteelle niille ominaisen kemiallisen luonteen.

Yhdiste Aldehydi Ketoni Karboksyylihappo Esteri Amidi Enoni Happokloridi Anhydridi
Rakenne Aldehyde Ketone Carboxylic acid Ester Amide Enone Acyl chloride Acid anhydride
Rakennekaava RCHO RCOR' RCOOH RCOOR' RCONHR' RC(O)C(R')=CR''R''' RCOCl (RCO)2O

Karbonyyliryhmän rakenne[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Karbonyyliryhmän kaksoissidos on muodostunut sp2-orbitaalien muodostamasta sigma-sidoksesta ja p-orbitaalien muodostamasta pii-sidoksesta. Karbonyyliryhmä on poolinen, jolloin se reagoi sekä elektrofiilien että nukleofiilien kanssa. Hiiliatomista lähtee kolme samaan tasoon suuntautuvaa sidosta, joiden sidoskulma on n. 120°

Karbonyyliryhmän hiili- ja happiatomi ovat sp2-hybridisoituneet, joten niillä on kolme sp2-orbitaalia, joista yhdellä ne muodostavat σ-sidoksen ja p-orbitaaleilla π-sidoksen, aivan kuten alkeeneissa. Hapen kaksi vapaata elektroniparia miehittävät jäljellä olevat sp2-orbitaalit. Karbonyyliryhmän atomit ovat tasossa ja atomien väliset sidoskulmat ovat n. 120°. Karbonyylisidos on lyhyempi kuin yksinkertainen C–O-sidos. Hiili-happi kaksoissidos on poolinen, johtuen hapen elektronegatiivisuudesta. Koska karbonyylihiilellä on positiivinen osittaisvaraus, se on molekyylin elektrofiilinen osa (Lewisin happo), johon nukleofiilit pyrkivät reagoimaan. Vastaavasti karbonyylihappella on negatiivinen osittaisvaraus ja se on molekyylin nukleofiilinen osa (Lewisin emäs).

Reaktiivisuus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Karbonyyliryhmän happiatomi on elektronegatiivisempi kuin hiili, ja siksi se vetää elektroneja puoleensa ja tekee sidoksesta poolisen. Tämän vuoksi karbonyyliryhmän hiiliatomi on elektrofiilinen ja se voi reagoida nukleofiilien kanssa. Karbonyyliryhmän elektronegatiivinen happiatomi voi vastaavasti reagoida elektrofiilien, esimerkiksi protonin kanssa happamassa liuoksessa.

Karbonyyliryhmän vieressä oleva alfa-vety on huomattavasti happamampi (noin 1030 kertaa) kuin tavallinen CH-sidos. Esimerkiksi asetaldehydin ja asetonin pKa-arvot ovat 16.7 ja 19.

Amidit ovat kaikken pysyvimpiä karbonyyliyhdisteitä johtuen typpi-hiili ja hiili-happi -atomien välisistä resonanssistabiloidista sidoksista.

Karbonyyliryhmä voidaan pelkistää hydridireagenssien, kuten NaBH4:n ja LiAlH4:n, avulla, sekä organometallireagenssien, kuten organolitiumreagenssien ja Grignardin reagenssien, avulla.

Muita tärkeitä reaktioita:

Muita orgaanisia karbonyyliyhdisteitä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Epäorgaanisia karbonyyliyhdisteitä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tämä kemiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.