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

Los grupos funcionales son conjuntos de átomos unidos covalentemente que afectan las propiedades de una molécula. Las moléculas que contienen los mismos grupos funcionales a menudo exhiben propiedades similares y experimentan reacciones similares. Nombrar grupos funcionales permite la identificación rápida de los átomos en una molécula, lo cual es útil en química orgánica y bioquímica.Los hidrocarburos son la base de las moléculas orgánicas y contienen un número variable de átomos de carbono e hidrógeno. Estos incluyen alcanos, alquenos y alquinos. Los átomos de carbono en los alcanos están unidos por enlaces simples, mientras que los alquenos y los alquinos contienen enlaces dobles o triples, respectivamente.Los hidrocarburos pueden formar anillos cerrados. Si el anillo contiene solo enlaces simples, se llama cicloalcano. Si los carbonos están unidos entre sí alternando enlaces simples y dobles, se denomina anillo aromático o grupo arilo.Uno de los grupos más simples que no contienen carbono es el grupo hidroxilo que contiene un átomo de oxígeno y un átomo de hidrógeno. Es un componente importante de varios compuestos, como el metanol, el agua y los carbohidratos. Otra categoría de grupos funcionales son los grupos carbonilo, que contienen un carbono y un oxígeno unidos entre sí por un doble enlace.Los grupos que contienen carbonilo incluyen grupos funcionales tales como los aldehídos, cetonas, ésteres y grupos carboxilo. Los aldehídos tienen hidrógeno y un grupo variable o R unido a un carbonilo, mientras que las cetonas tienen dos grupos variables. Los grupos R a menudo representan hidrocarburos, pero pueden ser otros grupos o átomos.Los aldehídos y las cetonas son grupos funcionales clave en los carbohidratos. Los ésteres consisten en un grupo carbonilo flanqueado por un grupo R y un oxígeno, mientras que los ácidos carboxílicos, o grupos carboxilo, están flanqueados por un grupo R y un alcohol. Los lípidos contienen ésteres y los aminoácidos contienen ácidos carboxílicos.Los aminoácidos también tienen otro grupo funcional común llamado grupo amina o amino. Una amina tiene un nitrógeno con un par solitario unido a una combinación de hidrógenos y grupos R.Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas. Un grupo fosfato es un fósforo unido a cuatro oxígenos y se encuentra comúnmente en el ADN, el material genético de todos los organismos vivos.También se puede unir a proteínas para alterar su función.

grupos funcionales

Los grupos funcionales son un grupo de átomos con propiedades características, que cuando están vinculados al esqueleto de carbono de una molécula, alteran las propiedades de esa molécula. Por ejemplo, la presencia de ciertos grupos funcionales en una molécula la hará hidrófila, mientras que otros la harán hidrofóbica. Estos grupos funcionales son una parte indispensable de la química orgánica y componentes importantes de moléculas biológicas, como los carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. Cada grupo funcional es un arreglo único de átomos y se le asigna un nombre para la combinación de átomos que componen el grupo.
 Hidrocarburos 
 Los enlaces fuertes y estables entre los átomos de carbono producen moléculas complejas que contienen cadenas, ramas y anillos. La química de estos compuestos se llama química orgánica. Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados sólo de carbono e hidrógeno. Los alcanos son hidrocarburos saturados, es decir, hidrocarburos que sólo contienen enlaces sencillos. Los alquenos contienen uno o más enlaces dobles carbono-carbono. Los alquinos contienen uno o más enlaces triples carbono-carbono. Los hidrocarburos aromáticos contienen estructuras anulares. También se conocen como grupos arilos.
 Alcoholes y éteres 
 Muchos compuestos orgánicos que no son hidrocarburos pueden considerarse como derivados de los hidrocarburos. Un derivado de hidrocarburos puede formarse reemplazando uno o más átomos de hidrógeno de un hidrocarburo con un grupo funcional, que contiene al menos un átomo de un elemento distinto del carbono o del hidrógeno. Las propiedades de los derivados de hidrocarburos están determinadas en gran medida por el grupo funcional. El grupo –OH, conocido como grupo hidroxilo, es el grupo funcional de un alcohol. El grupo –R–O–R– es el grupo funcional de un éter.
 Aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos y ésteres 
 Los grupos funcionales relacionados con el grupo carbonilo incluyen el grupo –CHO de un aldehído, el grupo –CO– de una cetona, el grupo –COOH de un ácido carboxílico y el grupo –COOR de un éster. El grupo carbonilo, un enlace doble entre carbono-oxígeno, es la estructura clave en estas clases de moléculas orgánicas: Los aldehídos contienen al menos un átomo de hidrógeno unido al átomo de carbono carbonilo, las cetonas contienen dos grupos de carbono unidos al átomo de carbono carbonilo, los ácidos carboxílicos contienen un grupo hidroxilo unido al átomo de carbono carbonilo, y los ésteres contienen un átomo de oxígeno unido a otro grupo de carbono conectado al átomo de carbono carbonilo. Todos estos compuestos contienen átomos de carbono oxidados en relación con el átomo de carbono de un grupo de alcohol.
 Aminas 
 La adición de nitrógeno en un marco orgánico conduce a dos familias de moléculas. Los compuestos que contienen un átomo de nitrógeno unido en un marco de hidrocarburos se clasifican como aminas.
 Este texto es adaptado de<a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-1-hydrocarbons"> Openstax, Química 2e, Sección 20.1: Hidrocarburos</a>,<a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-2-alcohols-and-ethers"> Openstax, Química 2e, Sección 20.2: Alcoholes y Éteres,</a><a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-2-alcohols-and-ethers"> Openstax, Química 2e, Sección 20.3: Aldehídos, Cetonas, Ácidos carboxílicos, y Ésteres,</a> y<a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-4-amines-and-amides"> Openstax, Química 2e, Sección 20.4: Aminas y Amidas.</a>

Grupos Funcionales

Los grupos funcionales son un grupo de átomos con propiedades características, que cuando se unen al esqueleto de carbono de una molécula, alteran las propiedades de ...

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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...

structure of lipids

Lipids, Fats, and Cell Membranes

Lipids are nonpolar molecules that do not mix well with water. They are hydrophobic, which means “water fearing,” because they contain mostly nonpolar carbon-carbon and carbon-hydrogen bonds. In cells, lipids store long-term energy as fats, help insulate plants and animals, and form protective water-repellent layers on feathers and fur. They are also part of cell membranes and serve as building blocks for many hormones. Common lipids include fats, oils, waxes, phospholipids, and steroids. A...

chemistry of the cell

Cell Chemistry: Water and Macromolecules

Cell chemistry includes water, organic molecules, and inorganic ions. These materials shape how cells store energy, build structures, and carry out life processes. Most cellular chemistry and metabolism happen in the watery cytoplasm. Water is a key part of the cell because it has special properties tied to its polarity. In a water molecule, hydrogen and oxygen form polar covalent bonds, so the molecule has no net charge but does have a slightly positive end and a slightly negative end. Oxygen...

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Chargaff’s Rules and DNA Pairing

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Carbohydrates as Energy and Storage Molecules

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Proteins are a major class of organic molecules in living systems, and their shape helps determine what they do. They can act as structural, regulatory, contractile, or protective molecules. They also take part in transport, storage, membranes, toxins, and enzymes. All proteins are polymers of amino acids arranged in a linear sequence. A protein’s function depends on its three-dimensional form. For example, an enzyme works when its active site can bind a specific substrate. If local changes or...

amino acids

Amino Acids and Protein Building

Amino acids are the building blocks of proteins. Each amino acid has the same basic structure. A central carbon atom, called the alpha carbon, is bonded to an amino group, a carboxyl group, and a hydrogen atom. Each amino acid also has an R group, or side chain, attached to the central carbon. The R group is different for every amino acid. It helps determine whether an amino acid is acidic, basic, polar, or nonpolar. Scientists call these molecules amino acids because they contain both amino...

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Peptide Bond Formation and Shape

Peptide bonds join amino acids into peptides and polypeptides. They form when the carboxyl group of one amino acid reacts with the amino group of another. This dehydration reaction releases a water molecule and creates a covalent link. As more amino acids are added, the chain becomes a polypeptide. Each polypeptide has a free amino group at one end. This end is the N-terminal, or amino-terminal. The other end has a free carboxyl group. This end is the C-terminal, or carboxyl-terminal. The...

nucleic acids

DNA and RNA: Genetic Instructions

DNA and RNA are the nucleic acids that store genetic information and help direct cell activity. These macromolecules carry the cell’s genetic blueprint and the instructions it uses to function. DNA is the genetic material in all living organisms, from single-celled bacteria to multicellular mammals. In eukaryotic cells, DNA is found in the nucleus and also in organelles such as chloroplasts and mitochondria. In prokaryotes, DNA is not enclosed in a membrane. The full genetic content of a cell...

dna replication

DNA Copying: Leading and Lagging Strands

DNA replication copies genetic material before a cell divides. Each original DNA strand serves as a template for a new complementary strand. The result is semiconservative replication, which means each new DNA molecule contains one old strand and one new strand. The two daughter cells then receive DNA with the same sequence. Replication starts when helicase separates the two strands of the double helix. This creates a Y-shaped replication fork. Primase then adds short RNA primers that give DNA...

from dna to protein

The Genetic Code and Codons

The genetic code and codons explain how cells turn DNA information into proteins. Genes first direct the sequence of mRNA, and mRNA then directs the sequence of amino acids that make up proteins. Specific proteins and RNAs carry out this decoding. Cells copy DNA into mRNA so the original DNA stays protected while the cell uses the message for protein synthesis. Copying DNA to RNA is relatively simple. One nucleotide is added to the mRNA strand for every nucleotide read on the DNA strand.

polymers

Polymer Chains and How They Form

Polymers are long chains of molecules made from repeating units called monomers. The word polymer comes from the Greek words "poly," meaning many, and "mer," meaning parts. Polymers can be found in nature, such as DNA and proteins, or made synthetically, such as plastics. A polymer’s shape helps define its properties. Some polymers form linear chains, while others are branched or arranged in complex networks. Functional groups on a polymer also affect how it behaves. The repeating units in a...

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

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Functional Groups in Organic Chemistry

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