Co to jest hydroksyl?
Hydroksyl to połączenie dwóch atomów, jednego wodoru i jednego tlenu, działających jako pojedyncza jednostka poprzez wiązanie kowalencyjne. Może istnieć albo jako neutralna część większej cząsteczki, albo może być luźniej utrzymywana w formie jonowej, niosąc dodatkowy elektron umieszczony na jego tlenie. Obie odmiany hydroksylu są dość reaktywne i przydatne chemikowi. Hydroksyl jest absolutnie niezbędny do życia.
Jony metali alkalicznych zawierające sód lub potas tworzą silne zasady chemiczne po przyłączeniu do jonów hydroksylowych. Niektóre z nich to wodorotlenek sodu i wodorotlenek potasu. Zmiana nazwy na wodorotlenek odzwierciedla fakt, że po rozpuszczeniu w wodzie tlen przenosi dodatkowy elektron wspomniany powyżej.
Wodorotlenki neutralizują kwasy, tworząc związki zwane solami. Powstaje również cząsteczka wody. W ten sposób wodorotlenek sodu reaguje z kwasem chlorowodorowym, tworząc zwykłą sól kuchenną i wodę.
W chemii organicznej grupa hydroksylowa jest częścią struktur alkoholi, cukrów i fenoli. Podobnie jak w przypadku reakcji kwas nieorganiczny-zasada, hydroksyl nadaje pewną reaktywność związkom organicznym, umożliwiając zmianę chemiczną. Dwie cząsteczki etanolu, alkoholu znajdującego się w winie i piwie, łączą się poprzez odwodnienie, tworząc jedną cząsteczkę eteru, którą zastosowano w XIX-wiecznych zabiegach chirurgicznych. Związki organiczne zawierające dwie grupy hydroksylowe na cząsteczkę reagują ze związkami zawierającymi dwie grupy kwasowe, tworząc reszty poliestrowe, które są stosowane w butelkach, oponach, odzieży i tekstyliach.
Jedną ze szczególnych zdolności grupy hydroksylowej jest jej zdolność do tworzenia słabych wiązań wodorowych oprócz wiązania kowalencyjnego z tlenem i jego wiązania z innymi atomami poprzez tlen. W wodzie wiązania wodorowe tworzą się między atomem wodoru a innymi atomami w pobliżu. Bierze również udział atom tlenu. Kryształ rozpuszczalnego ciała stałego, takiego jak azotan srebra, jeśli zostanie umieszczony w czystej wodzie, szybko się częściowo rozpuści, ponieważ atomy wodoru szarpią najbardziej wysunięte jony azotanowe, a atomy tlenu szarpią jony srebra.
W żadnym obszarze hydroksyl nie jest ważniejszy niż organizm żywych organizmów. Wiązania wodorowe wpływają na odległość i konfigurację otaczających cząsteczek. Po przejściu na lód woda przyjmuje mniej gęstą strukturę niż woda w płynie. Oznacza to, że lód jest lżejszy od wody, więc unosi się na wodzie.
Gdyby zamrożona woda była bardziej gęsta niż jej płynna postać, jak ma to miejsce w przypadku większości substancji, zamarzłaby i zatonęła, i nigdy więcej nie otrzymałaby promieni słonecznych do rozmrożenia. Ciecz, która pozostała nad lodem, powtórzyłaby ten proces. W końcu wiele kałuży wody zamieniłoby się w stały lód.
Ponadto woda cząsteczki nieorganicznej podtrzymuje życie. Woda zawiera największy procent hydroksylu ze wszystkich związków. Inną substancją chemiczną absolutnie niezbędną do życia jest DNA, zwane czasem „nicią życia”. DNA ma jako rdzeń swojej struktury długie łańcuchy pochodzące od cukrów zawierających hydroksyl i grup fosforanowych zawierających hydroksyl.
Są to cukry, a grupy fosforanowe są połączone wiązaniami estrowymi, które również pochodzą od grup hydroksylowych. DNA określa i zawiera większość dziedzicznych cech roślin i zwierząt, w tym ludzi. Zatem hydroksyl jest jedną z najważniejszych struktur występujących w laboratorium i przyrodzie.