Avainero funktionaalisen ryhmän ja substituentin välillä on, että funktionaalinen ryhmä on molekyylin aktiivinen osa, kun taas substituentti on kemiallinen laji, joka voi korvata atomin tai atomiryhmän molekyylissä.
Termit funktionaalinen ryhmä ja substituentti löytyy usein orgaanisesta kemiasta. Funktionaalinen ryhmä on tietyntyyppinen substituentti, joka aiheuttaa molekyylin aktiivisuuden. Tämä tarkoittaa, että funktionaalinen ryhmä määrittää tietyn molekyylin läpikäymät reaktiot. Substituentti voi kuitenkin olla joko aktiivinen kemiallinen aine tai inaktiivinen kemiallinen laji.
Mikä on toiminnallinen ryhmä?
Funktionaalinen ryhmä on spesifinen substituentti molekyylissä, joka on vastuussa näiden molekyylien tunnusomaisista kemiallisista reaktioista. Jos funktionaalinen ryhmä on sama kahdelle molekyylille, joilla on erilaiset kemialliset rakenteet, nämä kaksi molekyyliä käyvät läpi samantyyppisiä reaktioita molekyylien koosta riippumatta. Funktionaaliset ryhmät ovat erittäin tärkeitä eri näkökulmista; tuntemattomien molekyylien tunnistamisessa, reaktioiden lopputuotteiden määrittämisessä, kemiallisissa synteesireaktioissa uusien yhdisteiden suunnittelussa ja synteesissä jne.
Kuva 01: Joitakin tärkeitä toiminnallisia ryhmiä
Yleensä funktionaaliset ryhmät ovat kiinnittyneet molekyyliin kovalenttisten kemiallisten sidosten kautta. Polymeerimateriaaleissa funktionaaliset ryhmät ovat kiinnittyneet hiiliatomien ei-polaariseen ytimeen, mikä antaa polymeerille sen ominaispiirteet. Joskus funktionaaliset ryhmät ovat varautuneita kemiallisia lajeja. eli karboksylaatti-ioniryhmä. Tämä tekee molekyylistä polyatomisen ionin. Lisäksi funktionaalisia ryhmiä, jotka kiinnittyvät keskeiseen metalliatomiin koordinaattikomplekseina, kutsutaan ligandeiksi. Joitakin yleisiä esimerkkejä funktionaalisista ryhmistä ovat hydroksyyliryhmä, karbonyyliryhmä, aldehydiryhmä, ketoniryhmä, karboksyyliryhmä jne.
Mikä on korvaava aine?
Substituentti on atomi tai atomiryhmä, joka voi korvata yhden tai useamman atomin molekyylissä. Tässä substituentilla on taipumus kiinnittyä tähän uuteen molekyyliin. Kun tarkastellaan substituenttien tyyppejä, on olemassa joko aktiivisia ryhmiä, kuten funktionaalisia ryhmiä, ja myös inaktiivisia ryhmiä. Lisäksi steerisiä vaikutuksia voi ilmetä johtuen tilavuudesta, jonka substituentit vievät molekyylissä, jonka ne korvaavat. Induktiivisten ja mesomeeristen vaikutusten yhdistelmästä johtuen voi myös olla polaarisia vaikutuksia. Tämän lisäksi termit eniten substituoitu ja vähiten substituoitu ovat hyödyllisiä selitettäessä substituenttien suhteellista määrää eri molekyyleissä.
Kuva 02: Korvausryhmien sijoittaminen siten, että molekyylin reaktiivisuus lisääntyy
Kun nimeämme orgaanisia yhdisteitä, meidän on otettava huomioon niiden substituenttien tyypit ja myös näiden substituenttien asemat. Esimerkiksi jälkiliite –yyli tarkoittaa, että yksi molekyylin vetyatomi korvataan; -ylideeni tarkoittaa kahta vetyatomia (kaksoissidoksella molekyylin ja uuden substituentin välillä) ja -ylidiini tarkoittaa, että kolme vetyatomia on korvattu substituentilla (kolmoissidoksella molekyylin ja uuden substituentin välillä).
Mitä eroa on toiminnallisella ryhmällä ja substituentilla?
Avainero funktionaalisen ryhmän ja substituentin välillä on, että funktionaalinen ryhmä on molekyylin aktiivinen osa, kun taas substituentti on kemiallinen laji, joka voi korvata atomin tai atomiryhmän molekyylissä. Lisäksi funktionaaliset ryhmät ovat aktiivisia ryhmiä, ja ne aiheuttavat molekyylin spesifisiä ominaisuuksia. Itse asiassa ne ovat tietyntyyppisiä substituentteja. Toisa alta substituentit voivat olla joko aktiivisia tai inaktiivisia ryhmiä; tämä tarkoittaa, että ne voivat aiheuttaa tai olla aiheuttamatta molekyylin spesifistä aktiivisuutta.
Alla infografiassa on yhteenveto funktionaalisen ryhmän ja substituentin välisestä erosta.
Yhteenveto – toiminnallinen ryhmä vs substituentti
Orgaanisessa kemiassa termejä funktionaalinen ryhmä ja substituentti löytyy usein. Keskeinen ero funktionaalisen ryhmän ja substituentin välillä on, että funktionaalinen ryhmä on molekyylin aktiivinen osa, kun taas substituentti on kemiallinen laji, joka voi korvata atomin tai atomiryhmän molekyylissä.
