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

Fonksiyonel gruplar, bir molekülün özelliklerini etkileyen kovalent bağlı atom setleridir. Aynı fonksiyonel grupları içeren moleküller genellikle benzer özellikler gösterir ve benzer reaksiyonlara uğrar. Fonksiyonel grupların adlandırılması, organik kimya ve biyokimyada yararlı olan bir moleküldeki atomların hızlı bir şekilde tanımlanmasını sağlar.Hidrokarbonlar organik moleküllerin temelidir ve değişen sayıda karbon ve hidrojen atomu içerir. Bunlara alkanlar, alkenler ve alkinler dahildir. Alkanlardaki karbon atomları tekli bağlarla birbirine bağlanırken alkenler ve alkinler sırasıyla çift veya üçlü bağlar içerir.Hidrokarbonlar kapalı halkalar oluşturabilir. Halka yalnızca tek bağlar içeriyorsa, buna sikloalkan denir. Karbonlar, tek ve çift bağlar dönüşümlü olarak birbirine bağlanırsa, buna aromatik halka veya aril grubu denir.Karbon içermeyen en basit gruplardan biri, bir oksijen atomu ve bir hidrojen atomu içeren hidroksil grubudur. Metanol, su ve karbonhidratlar gibi birkaç bileşiğin önemli bir bileşenidir. Bir başka fonksiyonel grup kategorisi, bir çift bağ ile birbirine bağlanmış bir karbon ve bir oksijen içeren karbonil gruplarıdır.Karbonil içeren gruplar;aldehitler, ketonlar, esterler ve karboksil grupları gibi fonksiyonel grupları içerir. Aldehitler, hidrojene ve bir karbonile bağlı bir değişken veya R grubuna sahipken, ketonların iki değişken grubu vardır. R grupları genellikle hidrokarbonları temsil eder, ancak başka gruplar veya atomlar olabilir.Aldehitler ve ketonlar karbonhidratlarda anahtar fonksiyonel gruplardır. Esterler, bir R grubu ve bir oksijen ile çevrili bir karbonil grubundan oluşurken, karboksilik asitler veya karboksil grupları, bir R grubu ve bir alkol ile çevrelenmiştir. Lipidler esterler içerir ve amino asitler karboksilik asitler içerir.Amino asitler ayrıca amin veya amino grubu adı verilen başka bir ortak işlevsel gruba sahiptir. Bir amin, hidrojen ve R gruplarının bir kombinasyonuna bağlı bir yalın çifti olan bir nitrojene sahiptir. Amino asitler, proteinlerin yapı taşlarıdır.Bir fosfat grubu, dört oksijene bağlı bir fosfordur ve genellikle tüm canlı organizmaların genetik materyali olan DNA'da bulunur. İşlevlerini değiştirmek için proteinlere de eklenebilir.

fonksiyonel gruplar

Fonksiyonel gruplar, bir molekülün karbon iskeletine bağlandığında, bu molekülün özelliklerini değiştiren karakteristik özelliklere sahip bir atom grubudur. Örneğin, bir molekül üzerinde belirli fonksiyonel grupların varlığı onları hidrofilik hale getirirken, diğerleri onları hidrofobik hale getirecektir. Bu fonksiyonel gruplar organik kimyanın vazgeçilmez bir parçasıdır ve karbonhidratlar, proteinler, lipitler ve nükleik asitler gibi biyolojik moleküllerin önemli bileşenleridir. Her fonksiyonel grup, atomların benzersiz bir şekilde düzenlemesidir ve grubu oluşturan atomların kombinasyonu için bir ad atanır.
 
 Hidrokarbonlar 
 Karbon atomları arasındaki güçlü ve kararlı bağlar, zincirleri, dalları ve halkaları içeren karmaşık moleküller üretir. Bu bileşiklerin kimyasına organik kimya denir. Hidrokarbonlar sadece karbon ve hidrojenden oluşan organik bileşiklerdir. Alkanlar doymuş hidrokarbonlardır-yani sadece tek bağlar içeren hidrokarbonlardır. Alkenler bir veya daha fazla karbon-karbon çift bağı içerirler. Alkinler bir veya daha fazla karbon-karbon üçlü bağı içerirler. Aromatik hidrokarbonlar halka yapıları içerirler. Aril grupları olarak da bilinirler.
 
 Alkoller ve Eterler 
 Hidrokarbon olmayan birçok organik bileşik, hidrokarbon türevleri olarak düşünülebilir. Bir hidrokarbon türevi, bir hidrokarbonun bir veya daha fazla hidrojen atomunun, karbon veya hidrojen dışındaki bir elementin en az bir atomunu içeren fonksiyonel bir grupla değiştirilmesiyle oluşturulabilir. Hidrokarbon türevlerinin özellikleri büyük ölçüde fonksiyonel grup tarafından belirlenir. Bir hidroksil grubu olarak bilinen–OH grubu, bir alkolün fonksiyonel grubudur. –R–O–R–grubu, bir eterin fonksiyonel grubudur.
 
 Aldehitler, Ketonlar, Karboksilik Asitler ve Esterler 
 Karbonil grubu ile ilgili fonksiyonel gruplar arasında bir aldehitin &#8211CHO grubu, bir ketonun &#8211COO grubu, bir karboksilik asidin&#8211 COOH grubu ve bir esterin &#8211COOR grubu bulunur. Bir karbon&#8211oksijen çift bağı olan karbonil grubu, bu organik molekül sınıflarındaki anahtar yapıdır: Aldehitler, karbonil karbon atomuna bağlı en az bir hidrojen atomu içerirler. Ketonlar, karbonil karbon atomu bağlanmış iki karbon grupları içerir ve karboksilik asitler, karbonil karbon atomuna bağlı hidroksil grubu içerirler. Esterler, karbonil karbon atomuna bağlı bir karbon grubuna bağlı bir oksijen atomu içerirler. Bu bileşiklerin tümü, bir alkol grubunun karbon atomuna göre oksitlenmiş karbon atomları içerir.
 
 Aminler 
 Azotun organik bir çerçeveye eklenmesi iki molekül ailesine yol açar. Bir hidrokarbon çerçevesinde bağlanmış bir azot atomu içeren bileşikler aminler olarak sınıflandırılır.
 
 Bu metin bu kaynaklardan uyarlanmıştır: <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> ve <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/20-4-amines-and-amides">Openstax, Chemistry 2e, Section 20.4: Amines and Amides.</a>

Fonksiyonel Gruplar

Fonksiyonel gruplar, bir molekülün karbon iskeletine bağlandığında, özelliklerini değiştiren karakteristik özelliklere sahip bir atom grubudur ...

Education

JoVE Core

Chemistry

Kimya

Biochemistry

Biyokimya

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

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...

dna base pairing

Chargaff’s Rules and DNA Pairing

Chargaff’s rules and DNA base pairing explain how DNA strands match up. In double-stranded DNA, adenine (A) pairs with thymine (T), and guanine (G) pairs with cytosine (C). Chargaff also found that A equals T, G equals C, and the total amount of purines (A and G) equals the total amount of pyrimidines (C and T). Watson and Crick later showed why these matches matter. A forms two hydrogen bonds with T, while G forms three hydrogen bonds with C. These pairings keep the DNA double helix a...

chemistry of carbohydrates

Carbohydrates as Energy and Storage Molecules

Carbohydrates are important energy sources in human and animal diets. Grains, fruits, and vegetables are natural sources of carbohydrates. They help provide energy to the body, especially through glucose, a simple sugar found in starch and many staple foods. Carbohydrates are identified by the stoichiometric formula (CH2O)n, where n is the number of carbons in the molecule. This means the ratio of carbon to hydrogen to oxygen is usually 1:2:1. The name carbohydrate comes from this pattern,...

protein and protein structure

How Protein Shape Controls Function

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...

peptide bonds

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

chemistry

JoVE Core Kimya, özlü ve kolay anlaşılır animasyon video derslerini kullanarak genel kimya kavramlarına hayat veriyor. Ek olarak, bilim insanı uygulama videolarımız ile klasik ve orijinal araştırma deneylerini dünya çapında günümüz laboratuvarlarında görselleştiriyoruz.

Functional Groups in Organic Chemistry

Description

Transcript

Tags