Name: functional groups in organic molecules
Uploaded: 2020-11-23T11:47:33.000Z
Duration: 2 min 45 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Minnesota Academic Standards in Science

9-12

Chemistry

3.2.2 9C.3.2.1.1

Functional Groups

Functionele groepen zijn covalent gebonden sets atomen die de eigenschappen van een molecuul beïnvloeden. Moleculen die dezelfde functionele groepen bevatten, vertonen vaak vergelijkbare eigenschappen en ondergaan vergelijkbare reacties. Het benoemen van functionele groepen maakt snelle identificatie van de atomen in een molecuul mogelijk, wat nuttig is in de organische chemie en biochemie.Koolwaterstoffen vormen de basis van organische moleculen en bevatten verschillende aantallen koolstof-en waterstofatomen. Deze omvatten alkanen, alkenen en alkynen. Koolstofatomen in alkanen zijn met elkaar verbonden door enkele bindingen, terwijl alkenen en alkynen respectievelijk dubbele of drievoudige bindingen bevatten.Koolwaterstoffen kunnen gesloten ringen vormen. Als de ring alleen enkele bindingen bevat, wordt dit een cycloalkaan genoemd. Als de koolstofatomen met elkaar zijn verbonden door afwisselende enkele en dubbele bindingen, wordt dit een aromatische ring of een arylgroep genoemd.Een van de eenvoudigste groepen die geen koolstof bevatten, is de hydroxylgroep die een zuurstofatoom en een waterstofatoom bevat. Het is een belangrijk bestanddeel van verschillende verbindingen, zoals methanol, water en koolhydraten. Een andere categorie functionele groepen zijn de carbonylgroepen, die een koolstof en een zuurstof bevatten die met elkaar zijn verbonden door een dubbele binding.Carbonyl-bevattende groepen omvatten functionele groepen zoals aldehyden, ketonen, esters en carboxylgroepen. Aldehyden hebben waterstof en een variabele of R-groep gehecht aan een carbonylgroep, terwijl ketonen twee variabele groepen hebben. R-groepen stellen vaak koolwaterstoffen voor, maar kunnen ook andere groepen of atomen zijn.Aldehyden en ketonen zijn belangrijke functionele groepen in koolhydraten. Esters bestaan uit een carbonylgroep geflankeerd door een R-groep en een zuurstof, terwijl carbonzuren of carboxylgroepen worden geflankeerd door een R-groep en een alcohol. Lipiden bevatten esters en aminozuren bevatten carbonzuren.Aminozuren hebben ook een andere gemeenschappelijke functionele groep, een amine-of aminogroep. Een amine heeft een stikstof met een vrij paar gekoppeld aan een combinatie van waterstofatomen en R-groepen. Aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten.Een fosfaatgroep is een fosfor gebonden aan vier zuurstofatomen en wordt vaak aangetroffen in DNA, het genetisch materiaal van alle levende organismen. Het kan ook aan eiwitten worden gehecht om hun functie te veranderen.

functional groups

Functionele groepen zijn een groep atomen met karakteristieke eigenschappen, die, wanneer ze zijn gekoppeld aan het koolstofskelet van een molecuul, de eigenschappen van dat molecuul veranderen. De aanwezigheid van bepaalde functionele groepen op een molecuul zal ze bijvoorbeeld hydrofiel maken, terwijl andere ze hydrofoob maken. Deze functionele groepen zijn een onmisbaar onderdeel van de organische chemie en belangrijke componenten van biologische moleculen, zoals koolhydraten, eiwitten, lipiden en nucleïnezuren. Elke functionele groep is een unieke rangschikking van atomen en krijgt een naam toegewezen aan de combinatie van atomen waaruit de groep bestaat. Koolwaterstoffen Sterke, stabiele bindingen tussen koolstofatomen produceren complexe moleculen die ketens, vertakkingen en ringen bevatten. De chemie van deze verbindingen wordt organische chemie genoemd. Koolwaterstoffen zijn organische verbindingen die alleen uit koolstof en waterstof bestaan. De alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen, dat wil zeggen koolwaterstoffen die slechts enkele bindingen bevatten. Alkenen bevatten een of meer dubbele koolstof-koolstofbindingen. Alkynen bevatten een of meer drievoudige koolstof-koolstofbindingen. Aromatische koolwaterstoffen bevatten ringstructuren. Ze zijn ook bekend als arylgroepen. Alcoholen en ethers Veel organische verbindingen die geen koolwaterstoffen zijn, kunnen worden gezien als derivaten van koolwaterstoffen. Een koolwaterstofderivaat kan worden gevormd door het vervangen van één of meer waterstofatomen van een koolwaterstof door een functionele groep, die ten minste één atoom van een ander element dan koolstof of waterstof bevat. De eigenschappen van koolwaterstofderivaten worden grotendeels bepaald door de functionele groep. De –OH-groep, bekend als een hydroxylgroep, is de functionele groep van een alcohol. De –R–O–R– groep is de functionele groep van een ether. Aldehyden, ketonen, carbonzuren en esters Functionele groepen die verband houden met de carbonylgroep zijn onder meer de –CHO-groep van een aldehyde, de –CO–-groep van een keton, de –COOH-groep van een carbonzuur en de –COOR-groep van een ester. De carbonylgroep, een dubbele koolstof-zuurstofbinding, is de sleutelstructuur in deze klassen van organische moleculen: aldehyden bevatten ten minste één waterstofatoom bevestigd aan het carbonylkoolstofatoom, ketonen bevatten twee koolstofgroepen gehecht aan het carbonylkoolstofatoom, carbonzuren bevatten een hydroxylgroep bevestigd aan het carbonylkoolstofatoom, en esters bevatten een zuurstofatoom bevestigd aan een andere koolstofgroep verbonden aan het carbonylkoolstofatoom. Al deze verbindingen bevatten geoxideerde koolstofatomen ten opzichte van het koolstofatoom van een alcoholgroep. Aminen De toevoeging van stikstof aan een organisch raamwerk leidt tot twee families van moleculen. Verbindingen die een stikstofatoom bevatten gebonden in een koolwaterstofraamwerk worden geclassificeerd als aminen. Deze tekst is aangepast van <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-1-hydrocarbons">Openstax, Chemistry 2e, Sectie 20.1: Koolwaterstoffen</a>, <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-2-alcohols-and-ethers">Openstax, Chemistry 2e, Sectie 20.2: Alcoholen en ethers, </a><a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-2-alcohols-and-ethers">Openstax, Chemistry 2e, Sectie 20.3: Aldehyden, ketonen, carbonzuren en esters,</a> en <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-4-amines-and-amides">Openstax, Chemistry 2e, Sectie 20.4: Aminen en amiden.</a>

Functional groups are a group of atoms with characteristic properties, which when linked to the carbon skeleton of a molecule, alter the properties of ...

Education

JoVE Core

Molecular Biology

Moleculaire biologie

Unit 1

Biochemistry of the Cell

Biochemie van de cel

KEY TERMS AND CONCEPTS

BELANGRIJKE TERMEN EN CONCEPTEN

Functionele groepen

functional groups in organic molecules

Functional groups are the parts of organic molecules that give them specific chemical behavior. They help determine how a compound reacts and what properties it has. In organic chemistry, these groups are used to classify molecules in a clear way.

Hydrocarbons are one common class of organic compounds. They contain only carbon and hydrogen. Alcohols, aldehydes, and ketones are other classes that are identified by their functional groups. These groups make each class behave differently from the others.

Knowing functional groups helps students recognize related compounds and compare their structures. It also provides a simple way to organize many organic molecules into meaningful groups. That makes functional groups an important part of high school chemistry.

Functional Groups in Organic Molecules

the periodic table and organismal elements

the-periodic-table-and-organismal-elements

Element Groups in Living Things

Living things are built from elements found on the periodic table. This page focuses on the elements that make up organisms and how they are grouped in biology. These organismal elements are usually divided into major, minor, and trace categories. Major elements make up most of the mass of living matter. Minor elements are needed in smaller amounts. Trace elements are present in very small amounts but still play important roles. The periodic table helps show where these elements fit and how...

Functional groups are the parts of organic molecules that give them specific chemical behavior. They help determine how a compound reacts and what properties it has. In organic chemistry, these groups are used to classify molecules in a clear way. Hydrocarbons are one common class of organic compounds. They contain only carbon and hydrogen. Alcohols, aldehydes, and ketones are other classes that are identified by their functional groups. These groups make each class behave differently from the...

polymers

Polymer Structures and Uses

Polymers are large molecules built from repeating smaller units called monomers. Their long-chain structure gives them many different properties and makes them useful in everyday materials. Polymers can form in two main ways. In addition polymerization, monomers join together without losing any atoms. In condensation polymerization, monomers link while a small molecule is released. These two pathways help explain how many common plastics and related materials are made. The structure of a...

what are lipids?

Lipids in Cells: Fats and Membranes

Lipids are a group of biomolecules found in living things. They are known for their role in energy storage and in building cell membranes. This makes them important in many parts of biology. Fats are one common type of lipid. Other lipids include phospholipids and steroids. Each group has a different structure and a different job in the body. Phospholipids are especially important because they help form cell membranes. Steroids also belong to the lipid group, and they have their own distinct...

structure of lipids

Types of Lipids and Their Structure

Lipids are a major group of biological molecules, and their structure helps explain their different forms. Many lipids are built from fatty acids, which are long hydrocarbon chains with a carboxyl group. The carbon chain is hydrophobic, meaning it does not mix well with water, while the carboxyl group is the acidic end. Triglycerides are one common lipid type. They consist of a glycerol molecule joined to three fatty acid chains. Saturated triglycerides have fatty acids with only single...

chemistry of carbohydrates

Carbohydrate Structures and Types

Carbohydrates are biomolecules built from carbon, hydrogen, and oxygen. Their chemistry helps explain how simple sugars join together and how larger carbohydrate molecules form. The smallest carbohydrates are monosaccharides, or single sugar units. These can link to make disaccharides, which contain two sugar units, and polysaccharides, which are long chains of many sugar units. Carbohydrates play an important role in biology because they are part of the structures and processes found in...

nucleic acids

Nucleic Acids and Genetic Information

Nucleic acids carry genetic information in cells. They include DNA and RNA, which are made from nucleotide building blocks. These molecules store, copy, and help use the instructions needed for life. DNA is the main long-term storage molecule for genetic information. RNA helps carry and use that information in cells. Together, these nucleic acids connect the code in a cell to the proteins it can make.

intermolecular forces

Forces Between Molecules

Forces between molecules help explain why matter behaves the way it does. These intermolecular attractions act between separate molecules, not within a single molecule. They are often much weaker than the bonds that hold atoms together inside a molecule, but they still affect many properties of liquids and solids. Several common types of intermolecular forces are covered in this topic. These include dipole-dipole forces, hydrogen bonding, ion-dipole forces, and van der Waals forces. Van der...

noncovalent attractions in biomolecules

How Biomolecules Hold Their Shape

Biomolecules hold their shape through noncovalent attractions. These interactions occur within and between molecules and help control the structure and stability of complexes. They are different from covalent bonds because they do not involve sharing electrons. Four main noncovalent interactions are important in biology: hydrogen bonds, van der Waals forces, ionic bonds, and hydrophobic interactions. Hydrogen bonds form when a hydrogen atom is covalently bonded to a strongly electronegative...

pH Scale and Acid-Base Balance

pH measures how acidic or basic an aqueous solution is. It is a key way to describe the balance between acids and bases in water-based solutions. The pH scale shows this balance with low values for acidic solutions and high values for basic solutions. Neutral solutions fall in the middle of the scale. Understanding pH helps explain how different substances behave in water. It also helps compare solutions that are more acidic, more basic, or neutral.

hydrolysis of atp

ATP Hydrolysis and Energy Release

ATP hydrolysis is a key chemical reaction in cells that releases energy. ATP, or adenosine triphosphate, is the molecule cells use to store and transfer energy for many processes. During hydrolysis, water breaks the bond in ATP’s terminal phosphate group. This reaction converts ATP into ADP, or adenosine diphosphate, and inorganic phosphate. The released energy can then be used to drive cellular work. High school biology students often see ATP hydrolysis as part of energy transfer in living...

key terms and concepts

Learn how functional groups help classify organic molecules and affect chemical behavior. Explore hydrocarbons, alcohols, aldehydes, and ketones in high school chemistry.

Functional Groups in Organic Molecules | JoVE K12

molecular biology

JoVE Core Molecular Biology showcases the molecular processes of the cell through clear and concise animated video lessons. Additionally, in scientist-in-action videos, these concepts' application is demonstrated through real experiments in modern laboratories.

What is Organic Chemistry?

Organic chemistry is the study of compounds of carbon called organic compounds. Organic compounds either originate from living organisms or are ...

Introduction to Functional Groups


Functional groups are group of atoms with specific chemical properties that occur within organic molecules and sometimes denoted as &#8220;R&#8221;. ...

Organic Compounds

All living things are formed mostly of carbon compounds called organic compounds. The category of organic compounds includes both natural and synthetic ...

Overview of Advanced Functional Groups


Functional groups are groups of atoms with specific chemical properties that occur within organic molecules and are sometimes denoted as &#8220;R&#8221;. ...

Polymer Classification: Architecture

Polymers are classified as linear or branched on the basis of their chain architecture. The polymer chains in linear polymers have a long chain-like ...

Matter and Its Interactions: Construct and revise an explanation for the outcome of a simple chemical reaction based on the outermost electron states of atoms, trends in the periodic table, and knowledge of the patterns of chemical properties. (P: 6, CC: 1, CI: PS1)

3 Developing possible explanations of phenomena or designing solutions to engineering problems
 3.2 Constructing explanations and designing solutions 
  3.2.2 Students will be able to use their understanding of scientific principles and the engineering design process to design solutions that meet established criteria and constraints.*  

Functional Groups in Organic Molecules

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards