Quali sono i principali gruppi funzionali?

I principali gruppi funzionali nella chimica organica

La chimica organica studia i composti che contengono carbonio e idrogeno, oltre ad altri elementi come ossigeno, azoto, alogeni e zolfo. Questi composti sono organizzati in base alla loro struttura e alla loro reattività, e una delle classificazioni più importanti è quella basata sui gruppi funzionali.

Un gruppo funzionale è un insieme di atomi che conferisce alla molecola particolari proprietà chimiche e fisiche. I principali gruppi funzionali sono:

1. Gruppi contenenti carbonio e idrogeno

• Alcheni: Contengono un doppio legame tra due atomi di carbonio. Sono reattivi e possono subire una varietà di reazioni di addizione.
• Alchini: Contengono un triplo legame tra due atomi di carbonio. Sono ancora più reattivi degli alcheni.
• Ammin: Contengono un atomo di azoto legato a tre altri atomi o gruppi, di cui uno è un atomo di idrogeno. Possono essere primarie, secondarie o terziarie a seconda del numero di atomi di carbonio legati all’azoto.

2. Gruppi contenenti ossigeno

• Alcoli: Contengono un gruppo ossidrilico (-OH) legato a un atomo di carbonio. Possono essere primari, secondari o terziari a seconda del numero di atomi di carbonio legati all’atomo di carbonio che porta il gruppo ossidrilico.
• Chetoni: Contengono un gruppo carbonilico (C=O) legato a due atomi di carbonio. Sono reattivi e possono subire una varietà di reazioni di addizione e condensazione.
• Aldeidi: Contengono un gruppo carbonilico legato a un atomo di carbonio e a un atomo di idrogeno. Sono reattivi e possono subire reazioni simili ai chetoni.

3. Derivati degli acidi carbossilici

• Nitrili: Contengono un gruppo ciano (-CN) legato a un atomo di carbonio. Possono essere convertiti in acidi carbossilici.
• Ammidi: Contengono un gruppo ammidico (-CONH2) legato a un atomo di carbonio. Sono derivati stabili degli acidi carbossilici.
• Cloruri acilici: Contengono un gruppo cloruro acilidico (-COCl) legato a un atomo di carbonio. Sono reattivi e possono essere utilizzati per sintetizzare altri derivati degli acidi carbossilici.
• Esteri: Contengono un gruppo estereo (-COOR) legato a un atomo di carbonio. Sono derivati degli acidi carbossilici che presentano una maggiore volatilità e un odore caratteristico.
• Acidi carbossilici: Contengono un gruppo carbossilico (-COOH) legato a un atomo di carbonio. Sono acidi deboli e possono reagire con basi per formare sali.

Questa gerarchia di gruppi funzionali riflette la loro crescente ossidazione, con gli acidi carbossilici che sono i più ossidati e i nitrili i meno ossidati. Conoscendo i principali gruppi funzionali, i chimici organici possono prevedere le proprietà chimiche e fisiche delle molecole e progettare reazioni per sintetizzare composti organici specifici.