Nhóm chức là nguyên tử hay nhóm nguyên tử xuất hiện trong các hợp chất hữu cơ, quyết định tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất hữu cơ đó. Các nhóm nguyên tử này thường chứa oxy hoặc nitơ, hay thi thoảng là lưu huỳnh gắn vào bộ khung hydrocarbon.
Các nhà hóa học hữu cơ có thể nói đến rất nhiều về 1 phân tử thông qua nhóm chức cấu thành nên phân tử đó. Bởi vậy nên lời khuyên của các chuyên gia hóa học cho các bạn học sinh là nên ghi nhớ càng nhiều càng tốt về đặc điểm của các nhóm chức.
Dưới đây là 11 nhóm chức phổ biến nhất cùng với những đặc điểm cơ bản của nó mà các bạn có thể tham khảo thêm. Lưu ý: ký tự R trong mỗi cấu trúc là ký hiệu đại diện cho các nguyên tử còn lại của phân tử.
Nhóm chức quyết định tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất hữu cơ đó
Nội dung chính của bài viết: 11 nhóm chức phổ biến
- Trong hóa học hữu cơ, 1 nhóm chức là 1 nguyên tử hoặc tập hợp các nguyên tử trong các phân tử, chúng hoạt động cùng nhau và quyết định tính chất hóa học đặc trưng của các phân tử chứa chúng.
- Các phân tử trong cùng 1 nhóm chức dù lớn hay nhỏ đều có những tính chất hóa học giống nhau và cùng trải qua các phản ứng giống nhau.
- Liên kết cộng hóa trị liên kết các nguyên tử trong các nhóm chức và kết nối chúng với phần còn lại của phân tử.
- Ví dụ về các nhóm chức bao gồm nhóm hydroxyl, nhóm ketone, nhóm amin và nhóm ether.
11 nhóm chức phổ biến nhất trong hóa học hữu cơ
#1. Nhóm chức hydroxyl
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức hydroxyl
Còn được gọi là nhóm rượu hoặc nhóm hydroxyl, nhóm hydroxyl bao gồm một nguyên tử oxy liên kết với một nguyên tử hydro. Các nhóm hydroxyl liên kết các phân tử sinh học với nhau thông qua các phản ứng mất nước.
Hydroxyl thường được viết dưới dạng OH trong các cấu trúc và công thức hóa học. Nhóm hydroxyl không có khả năng phản ứng cao, chúng dễ dàng hình thành các liên kết hydro và có xu hướng làm cho các phân tử có chứa chúng hòa tan trong nước. Ví dụ về các hợp chất phổ biến có chứa nhóm hydroxyl là rượu và axit cacboxylic.
#2. Nhóm chức Aldehyd
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức aldehyd
Aldehyd được tạo thành từ carbon và oxy liên kết đôi với nhau và hydro liên kết với carbon. Một aldehyd có thể tồn tại dưới dạng tautome keto hoặc enol. Nhóm aldehyd là nhóm phân cực. Các phân tử thuộc nhóm Aldehyd có công thức chung là: R-CHO.
#3. Nhóm chức Ketone
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức ketone
Nhóm chức Ketone được cấu tạo bởi một nguyên tử carbon liên kết đôi với một nguyên tử oxy xuất hiện như một cầu nối giữa hai phần khác của phân tử. Tên gọi khác của nhóm này là nhóm chức carbonyl.
Lưu ý nhóm chức aldehyd chính là một ketone trong đó R là nguyên tử hydro.
#4. Nhóm chức amin
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức amin
Các phân tử thuộc nhóm chức amin là dẫn xuất của amoniac (NH3) trong đó một hoặc nhiều nguyên tử hydro được thay thế bằng nhóm chức alkyl hoặc aryl.
#5. Nhóm chức Amino
Phân tử beta-Methylamino-L-alanine thuộc nhóm chức amino
Nhóm chức amino là nhóm chức có tính kiềm, chúng là các bazơ. Chúng thường được tìm thấy trong các axit amin, protein và các bazơ nitơ được sử dụng để cấu tạo nên DNA và RNA. Nhóm amin là NH2, nhưng trong điều kiện axit, nó thu được một proton và trở thành NH3+ . Trong điều kiện trung tính (pH = 7), nhóm amino của một axit amin mang điện tích +1, tạo cho mỗi axit amin một điện tích dương ở phần amino của phân tử.
#6. Nhóm chức Amit
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức Amit
Amit là sự kết hợp của một nhóm carbonyl và một nhóm chức amin.
#7. Nhóm chức Ether
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức ether
Nhóm chức ether bao gồm một nguyên tử oxy tạo thành cầu nối giữa hai phần khác nhau của phân tử. Các phân tử thuộc nhóm chức Ether có công thức chung là ROR.
#8. Nhóm chức Ester
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức ester
Nhóm chức ester là một nhóm “cầu nối” khác bao gồm một nhóm carbonyl kết nối với một nhóm ether. Các phân tử thuộc nhóm chức Este có công thức chung là RCO2R.
#9. Nhóm chức axit cacboxylic
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức axit cacboxylic
Còn được gọi là nhóm chức carboxyl. Nhóm carboxyl là một ester trong đó một nhóm thế R là nguyên tử hydro. Nhóm carboxyl thường có công thức là -COOH
#10. Nhóm chức Thiol
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức Thiol
Nhóm chức thiol tương tự như nhóm hydroxyl ngoại trừ nguyên tử oxy trong nhóm hydroxyl là nguyên tử lưu huỳnh trong nhóm thiol. Nhóm chức Thiol còn được gọi là nhóm chức sulfhydryl. Các phân tử thuộc nhóm chức Thiol có công thức -SH. Các phân tử có chứa nhóm chức thiol cũng được gọi là mercaptans.
#11. Nhóm chức phenyl
Cấu trúc chung của các phân tử trong nhóm chức phenyl
Nhóm này là một nhóm vòng phổ biến. Nó là một vòng benzen trong đó một nguyên tử hydro được thay thế bởi nhóm thế R. Các nhóm phenyl thường được ký hiệu bằng chữ viết tắt Ph trong cấu trúc và công thức. Các phân tử thuộc nhóm phenyl có công thức hóa học là C6H5.
Bởi vì hóa học hữu cơ có mặt khắp mọi nơi nên trong thực tế còn có rất nhiều các nhóm chức khác ngoài 11 nhóm chức như chúng tôi đã kể đến ở trên. Tuy nhiên, trên đây là 11 nhóm phổ biến và gặp nhiều nhất nên nếu không thể nhớ hết tất cả thì ít nhất các bạn học sinh, các bạn cũng nên ghi nhớ 11 nhóm trên. Chúc các bạn học tập hiệu quả!
