Gruppi funzionali

I gruppi funzionali sono insiemi di atomi, legati in modo covalente, che influenzano le proprietà di una molecola. Le molecole contenenti gli stessi gruppi funzionali spesso mostrano proprietà simili, e subiscono reazioni simili. La denominazione di gruppi funzionali consente la rapida identificazione degli atomi in una molecola, che è utile in chimica organica e biochimica.

Gli idrocarburi sono la base delle molecole organiche e contengono un numero variabile di atomi di carbonio e idrogeno. Questi includono alcani, alcheni e alchini. Gli atomi di carbonio negli alcani sono legati fra loro da legami singoli, mentre gli alcheni e gli alchini contengono rispettivamente doppi o tripli legami.

Gli idrocarburi possono formare anelli chiusi. Se l'anello contiene solo legami singoli, viene detto cicloalcano. Se gli atomi di carbonio sono collegati fra loro, alternando legami singoli e doppi, vengono definiti come anello aromatico o gruppo arilico.

Uno dei più semplici gruppi non contenenti carbonio è il gruppo idrossile, il quale contiene un atomo di ossigeno e un atomo di idrogeno. È un costituente importante di diversi composti, come metanolo, acqua e carboidrati. Un'altra categoria di gruppi funzionali sono i gruppi carbonile, che contengono un carbonio e un ossigeno legati fra loro da un doppio legame.

I gruppi contenenti carbonile includono gruppi funzionali come aldeidi, chetoni, esteri e gruppi carbossilici. Le aldeidi possiedono idrogeno e un gruppo variabile o R attaccato ad un carbonile, mentre i chetoni hanno due gruppi variabili. I gruppi R rappresentano spesso degli idrocarburi, ma possono essere altri gruppi o atomi.

Aldeidi e chetoni sono gruppi funzionali chiave nei carboidrati. Gli esteri sono costituiti da un gruppo carbonile affiancato da un gruppo R e da un ossigeno, mentre gli acidi carbossilici, o gruppi carbossilici, sono affiancati da un gruppo R e da un alcol. I lipidi contengono esteri, e gli amminoacidi contengono acidi carbossilici.

Gli amminoacidi hanno anche un altro gruppo funzionale comune, detto ammina o gruppo amminico. Un'ammina possiede un azoto con una coppia solitaria legata ad una combinazione di idrogeni e gruppi R.Gli aminoacidi sono i mattoni delle proteine. Un gruppo fosfato è un fosforo legato a quattro ossigeni e si trova comunemente nel DNA, il materiale genetico di tutti gli organismi viventi.

Esso può anche essere legato a proteine per alterarne la funzione.