Co je hydroxyl?

Hydroxyl je spojení dvou atomů, jednoho z vodíku a jednoho z kyslíku, které působí jako jedna jednotka prostřednictvím kovalentní vazby. Může existovat buď jako neutrální část větší molekuly, nebo může být volněji držena v iontové formě, nesoucí další elektron umístěný na jejím kyslíku. Obě varianty hydroxylu jsou pro chemika docela reaktivní a užitečné. Hydroxylová skupina je pro život naprosto nezbytná.

Ionty alkalických kovů, které obsahují sodík nebo draslík, tvoří silné chemické báze, když jsou připojeny k hydroxylovým iontům. Některé z nich jsou hydroxid sodný a hydroxid draselný. Změna názvu na hydroxid odráží skutečnost, že po rozpuštění ve vodě kyslík nese další výše uvedený elektron.

Hydroxidy neutralizují kyseliny za vzniku sloučenin zvaných soli. Vytvoří se také molekula vody. Hydroxid sodný tedy reaguje s kyselinou chlorovodíkovou za vzniku běžné stolní soli plus vody.

V organické chemii je hydroxylová skupina součástí struktur alkoholů, cukrů a fenolů. Podobně jako v případě reakcí na bázi anorganických kyselin a bází, hydroxyl propůjčuje organickým sloučeninám míru reaktivity, což umožňuje chemickou změnu. Dvě molekuly ethanolu, alkoholu, který se nachází ve víně a pivu, se dehydratací spojí a vytvoří jednu molekulu etheru, která byla použita při chirurgických postupech 19. století. Organické sloučeniny obsahující dvě hydroxylové skupiny na molekulu reagují se sloučeninami obsahujícími dvě kyselé skupiny za vzniku polyesterových zbytků, které se používají v lahvích, pneumatikách, oděvech a textilu.

Jednou velmi zvláštní kapacitou hydroxylové skupiny je její schopnost vytvářet slabé vodíkové vazby kromě své kovalentní vazby s kyslíkem a její vazba na jiné atomy prostřednictvím kyslíku. Ve vodě se tyto vodíkové vazby tvoří mezi atomem vodíku a dalšími blízkými atomy. Účastní se také atom kyslíku. Krystal rozpustné pevné látky, jako je dusičnan stříbrný, je-li umístěn v čisté vodě, se rozpustí částečně zčásti, protože atomy vodíku tahají za nejvzdálenější dusičnanové ionty a atomy kyslíku tahají za ionty stříbra.

V žádné oblasti není hydroxyl důležitější než v živých organismech. Vodíkové vazby ovlivňují vzdálenost a konfiguraci okolních molekul. Po otočení na led získává voda méně hustou strukturu než tekutá voda. To znamená, že led je lehčí než voda, takže plave na vodě.

Pokud by zmrzlá voda byla hustší než její tekutá forma, jako je tomu u většiny látek, zmrazila by se a klesla a nikdy by nedostala sluneční paprsky, aby znovu roztát. Kapalina, která zůstala nad ledem, by tento proces opakovala. Nakonec by se z mnoha kaluží vody stal pevný led.

Navíc, anorganická molekula voda udržuje život. Voda obsahuje největší procento hydroxylu jakékoli sloučeniny. Další chemikálií, která je pro život naprosto nezbytná, je DNA, někdy nazývaná „nitkou života“. DNA má jako páteř své struktury dlouhé řetězce, které jsou odvozeny od cukrů obsahujících hydroxylovou skupinu a fosfátových skupin obsahujících hydroxylovou skupinu.

Jsou to cukry a fosfátové skupiny jsou spojeny esterovými vazbami, které také pocházejí z hydroxylových skupin. DNA určuje a obsahuje většinu dědičných vlastností rostlin a zvířat, včetně lidí. Hydroxylová skupina je tedy jednou z nejdůležitějších struktur v laboratoři a v přírodě.