ヒドロキシルとは？

ヒドロキシルは、1つの水素と1つの酸素の2つの原子の結合であり、共有結合により単一ユニットとして機能します。 それは、より大きな分子の中性部分として存在するか、または酸素上にある余分な電子を運ぶイオンの形でより緩く保持されるかのいずれかです。 両方の種類のヒドロキシルは非常に反応性が高く、化学者にとって有用です。 ヒドロキシルは生命にとって絶対に不可欠です。

ナトリウムまたはカリウムを含むアルカリ金属イオンは、ヒドロキシルイオンに結合すると強い化学的塩基を形成します。 これらのいくつかの例は、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムです。 水酸化物への名前の変更は、水に溶解すると、酸素が上記の追加の電子を運ぶという事実を反映しています。

水酸化物は、酸を中和して塩と呼ばれる化合物を形成します。 水の分子も形成されます。 したがって、水酸化ナトリウムは塩酸と反応して、通常の食卓塩と水を形成します。

有機化学では、ヒドロキシル基はアルコール、糖、フェノールの構造の一部です。 無機酸と塩基の反応の場合のように、ヒドロキシルは有機化合物に反応性の尺度を与え、化学変化を可能にします。 ワインとビールに含まれるアルコールである2分子のエタノールは、脱水により結合して1分子のエーテルを生成し、19世紀の外科手術で使用されました。 分子ごとに2つのヒドロキシル基を含む有機化合物は、2つの酸基を含む有機化合物と反応して、ボトル、タイヤ、衣類、織物で使用されるポリエステル残留物を形成します。

ヒドロキシル基の非常に特殊な能力の1つは、酸素との共有結合および酸素を介した他の原子との結合に加えて、弱い水素結合を形成する能力です。 水では、これらの水素結合は水素原子と他の近くの原子との間に形成されます。 酸素原子も関与しています。 純水に入れると、硝酸銀などの可溶性固体の結晶は、水素原子が最も外側の硝酸イオンを引っ張り、酸素原子が銀イオンを引っ張るので、部分的に急速に溶解します。

生物のそれよりもヒドロキシルが重要な領域はありません。 水素結合は、周囲の分子の距離と配置に影響します。 氷に変わると、水は液体の水よりも密度の低い構造を採用します。 これは、氷が水よりも軽いため、水に浮かぶことを意味します。

ほとんどの物質の場合のように、凍結した水が液体よりも密度が高い場合、凍結して沈み、太陽の光を受けて再び解凍することはありません。 氷の上に残った液体がプロセスを繰り返します。 最終的に、多くの水のプールは固い氷になります。

さらに、無機分子の水は生命を維持します。 水には、化合物の中で最も高い割合のヒドロキシルが含まれています。 生命にとって絶対に不可欠な別の化学物質は、「生命の糸」とも呼ばれるDNAです。DNAは、その構造の骨格として、ヒドロキシル含有糖およびヒドロキシル含有リン酸基に由来する長い鎖を持っています。

これらは糖であり、リン酸基はエステル結合によって接続されており、これもヒドロキシル基に由来します。 DNAは、人間を含む植物や動物のほとんどの遺伝形質を決定し、含んでいます。 したがって、ヒドロキシルは、実験室および自然界で見られる最も重要な構造の1つです。