Name: functional groups in organic chemistry
Uploaded: 2020-09-24T15:06:53.000Z
Duration: 2 min 45 s
Channel: JoVE

Funktionelle Gruppen sind kovalent gebundene Gruppen von Atomen, die die Eigenschaften eines Moleküls beeinflussen.
Moleküle, die die gleichen funktionellen Gruppen enthalten, weisen oft ähnliche Eigenschaften auf und gehen ähnliche Reaktionen ein.
Die Benennung funktioneller Gruppen ermöglicht die schnelle Identifizierung der Atome in einem Molekül, was in der organischen Chemie und Biochemie nützlich ist. 
Kohlenwasserstoffe sind die Basis organischer Moleküle und enthalten eine unterschiedliche Anzahl von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen. Dazu gehören Alkane, Alkene und Alkine. Kohlenstoffatome in Alkanen sind durch Einfachbindungen miteinander verbunden, während Alkene und Alkine Doppel- bzw. Dreifachbindungen enthalten.
Kohlenwasserstoffe können geschlossene Ringe bilden. Enthält der Ring nur Einfachbindungen, spricht man von einem Cycloalkan. Sind die Kohlenstoffe durch abwechselnde Einfach- und Doppelbindungen miteinander verbunden, spricht man von einem aromatischen Ring oder einer Arylgruppe.
Eine der einfachsten nicht kohlenstoffhaltigen Gruppen ist die Hydroxylgruppe, die ein Sauerstoffatom und ein Wasserstoffatom enthält. Es ist ein wichtiger Bestandteil mehrerer Verbindungen wie Methanol, Wasser und Kohlenhydrate.
Eine weitere Kategorie von funktionellen Gruppen sind die Carbonylgruppen, die einen Kohlenstoff und einen Sauerstoff enthalten, die durch eine Doppelbindung miteinander verbunden sind. Carbonyl-haltige Gruppen umfassen funktionelle Gruppen wie Aldehyde, Ketone, Ester und Carboxylgruppen.
Aldehyde haben Wasserstoff und eine variable oder R-Gruppe, die an ein Carbonyl gebunden ist, während Ketone zwei variable Gruppen haben. R-Gruppen repräsentieren oft Kohlenwasserstoffe, können aber auch andere Gruppen oder Atome sein. 
Aldehyde und Ketone sind wichtige funktionelle Gruppen in Kohlenhydraten
Ester bestehen aus einer Carbonylgruppe, die von einer R-Gruppe und einem Sauerstoff flankiert wird, während Carbonsäuren oder Carboxylgruppen von einer R-Gruppe und einem Alkohol flankiert werden. Lipide enthalten Ester und Aminosäuren enthalten Carbonsäuren.
Aminosäuren haben auch eine andere gemeinsame funktionelle Gruppe, die als Amin- oder Aminogruppe bezeichnet wird. Ein Amin besteht aus einem Stickstoff mit einem einsamen Paar, das mit einer Kombination von Wasserstoffatomen und R-Gruppen verbunden ist. Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen. 
Eine Phosphatgruppe ist ein Phosphor, der an vier Sauerstoffe gebunden ist und häufig in der DNA, dem genetischen Material aller lebenden Organismen, vorkommt. Es kann auch an Proteine gebunden werden, um deren Funktion zu verändern.

funktionelle gruppen

Funktionelle Gruppen sind eine Gruppe von Atomen mit charakteristischen Eigenschaften, die, wenn sie mit dem Kohlenstoffgerüst eines Moleküls verbunden werden, die Eigenschaften dieses Moleküls verändern. Beispielsweise macht das Vorhandensein bestimmter funktioneller Gruppen an einem Molekül diese hydrophil, während andere sie hydrophob machen. Diese funktionellen Gruppen sind ein unverzichtbarer Bestandteil der organischen Chemie und wichtige Bestandteile biologischer Moleküle wie Kohlenhydrate, Proteine, Lipide und Nukleinsäuren. Jede funktionelle Gruppe ist eine einzigartige Anordnung von Atomen und erhält einen Namen für die Kombination von Atomen, aus denen die Gruppe besteht. Kohlenwasserstoffe Durch starke, stabile Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen entstehen komplexe Moleküle mit Ketten, Verzweigungen und Ringen. Die Chemie dieser Verbindungen wird organische Chemie genannt. Kohlenwasserstoffe sind organische Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Die Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, also Kohlenwasserstoffe, die nur Einfachbindungen enthalten. Alkene enthalten eine oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen. Alkine enthalten eine oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindungen. Aromatische Kohlenwasserstoffe enthalten Ringstrukturen. Sie werden auch als Arylgruppen bezeichnet. Alkohole und Ether Viele organische Verbindungen, die keine Kohlenwasserstoffe sind, können als Derivate von Kohlenwasserstoffen betrachtet werden. Ein Kohlenwasserstoffderivat kann gebildet werden, indem ein oder mehrere Wasserstoffatome eines Kohlenwasserstoffs durch eine funktionelle Gruppe ersetzt werden, die mindestens ein Atom eines anderen Elements als Kohlenstoff oder Wasserstoff enthält. Die Eigenschaften von Kohlenwasserstoffderivaten werden maßgeblich durch die funktionelle Gruppe bestimmt. Die OH-Gruppe, auch Hydroxylgruppe genannt, ist die funktionelle Gruppe eines Alkohols. Die –R–O–R–-Gruppe ist die funktionelle Gruppe eines Ethers. Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren und Ester Zu den mit der Carbonylgruppe verwandten funktionellen Gruppen gehören die –CHO-Gruppe eines Aldehyds, die –CO–Gruppe eines Ketons, die –COOH-Gruppe einer Carbonsäure und die –COOR-Gruppe eines Esters. Die Carbonylgruppe, eine Kohlenstoff-Sauerstoff-Doppelbindung, ist die Schlüsselstruktur in diesen Klassen organischer Moleküle: Aldehyde enthalten mindestens ein Wasserstoffatom, das an das Carbonylkohlenstoffatom gebunden ist, Ketone enthalten zwei Kohlenstoffgruppen, die an das Carbonylkohlenstoffatom gebunden sind, Carbonsäuren enthalten eine Hydroxylgruppe, die an das Carbonylkohlenstoffatom gebunden ist, und Ester enthalten ein Sauerstoffatom, das an eine andere Kohlenstoffgruppe gebunden ist, die mit dem Carbonylkohlenstoffatom verbunden ist. Alle diese Verbindungen enthalten oxidierte Kohlenstoffatome im Verhältnis zum Kohlenstoffatom einer Alkoholgruppe. Amine Die Zugabe von Stickstoff in ein organisches Gerüst führt zu zwei Molekülfamilien. Verbindungen, die ein in einem Kohlenwasserstoffgerüst gebundenes Stickstoffatom enthalten, werden als Amine klassifiziert. Dieser Text wurde angepasst von <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-1-hydrocarbons">Openstax, Chemistry 2e, Section 20.1: Hydrocarbons</a>, <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-2-alcohols-and-ethers">Openstax, Chemistry 2e, Section 20.2: Alcohols and Ethers, </a><a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-2-alcohols-and-ethers">Openstax, Chemistry 2e, Section 20.3: Aldehydes, Ketones, Carboxylic Acids, and Esters,</a> and <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-4-amines-and-amides">Openstax, Chemistry 2e, Section 20.4: Amines and Amides.</a>

Funktionelle Gruppen

Funktionelle Gruppen sind eine Gruppe von Atomen mit charakteristischen Eigenschaften, die, wenn sie mit dem Kohlenstoffgerüst eines Moleküls verbunden sind, die Eigenschaften von ...

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Functional Groups

functional groups in organic chemistry

Functional groups in organic chemistry are groups of atoms that give molecules specific properties. When these groups attach to a carbon skeleton, they can change how the molecule behaves. Some functional groups make a molecule hydrophilic, or water-attracting. Others make it hydrophobic, or water-repelling.

Functional groups are a key part of organic chemistry and are also found in major biological molecules. They appear in carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids. Each functional group has a unique arrangement of atoms and a name based on that arrangement.

Hydrocarbons are organic compounds made of only carbon and hydrogen. Strong carbon-carbon bonds can build long chains, branches, and rings. Saturated hydrocarbons are called alkanes because they contain only single bonds. Alkenes contain one or more carbon-carbon double bonds, while alkynes contain one or more carbon-carbon triple bonds. Aromatic hydrocarbons contain ring structures and are also known as aryl groups.

Many organic compounds are not hydrocarbons, but they can be formed from hydrocarbons. In a hydrocarbon derivative, one or more hydrogen atoms are replaced by a functional group that contains at least one atom other than carbon or hydrogen. The functional group usually determines the properties of the derivative. The hydroxyl group, written as –OH, is the functional group of an alcohol. The –R–O–R– group is the functional group of an ether.

Other important functional groups are related to the carbonyl group. The carbonyl group is a carbon-oxygen double bond. Aldehydes contain the –CHO group, ketones contain the –CO– group, carboxylic acids contain the –COOH group, and esters contain the –COOR group. In aldehydes, at least one hydrogen is attached to the carbonyl carbon. In ketones, two carbon groups are attached to that carbon. Carboxylic acids have a hydroxyl group attached to the carbonyl carbon, and esters have an oxygen atom linked to another carbon group at that position.

These carbonyl-based compounds contain oxidized carbon atoms compared with the carbon atom in an alcohol group. Adding nitrogen to an organic framework forms another important family of molecules. Compounds with a nitrogen atom bonded within a hydrocarbon framework are called amines.

Functional Groups in Organic Chemistry

functional groups

Functional groups in organic chemistry are groups of atoms that give molecules specific properties. When these groups attach to a carbon skeleton, they can change how the molecule behaves. Some functional groups make a molecule hydrophilic, or water-attracting. Others make it hydrophobic, or water-repelling. Functional groups are a key part of organic chemistry and are also found in major biological molecules. They appear in carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids. Each functional...

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Polymer Chains and How They Form

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key terms and concepts

Learn how functional groups change the properties of organic molecules, from hydrocarbons and alcohols to carbonyl compounds and amines.

Functional Groups in Organic Chemistry | JoVE K12

chemistry

JoVE Core Chemie erweckt allgemeine Konzepte der Chemie durch kompakte und leicht verständliche animierte Videolektionen zum Leben. Außerdem zeigen wir in den Videos Wissenschaftler in Aktion bei klassischen und neuartigen Forschungsexperimenten, wie sie heutzutage in Laboren weltweit durchgeführt wurden.

Functional Groups in Organic Chemistry

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