Vad är en hydroxyl?
Hydroxyl är sammanfogningen av två atomer, en av väte och en av syre, som fungerar som en enda enhet genom kovalent bindning. Det kan existera antingen som en neutral del av en större molekyl eller kan hållas mer löst i jonform och bär en extra elektron på sitt syre. Båda varianterna av hydroxyl är ganska reaktiva och användbara för kemisten. Hydroxyl är absolut nödvändigt för livet.
Alkalimetalljoner som innehåller natrium eller kalium bildar starka kemiska baser när de är fästa vid hydroxyljoner. Några exempel på dessa är natriumhydroxid och kaliumhydroxid. Namnbytet till hydroxid återspeglar det faktum att vid upplösning i vatten bär syret den ytterligare elektron som nämns ovan.
Hydroxider neutraliserar syror för att bilda föreningar som kallas salter. En vattenmolekyl bildas också. Således reagerar natriumhydroxid med saltsyra för att bilda vanligt bordsalt plus vatten.
Inom organisk kemi är hydroxylgruppen en del av strukturerna i alkoholer, sockerarter och fenoler. Liksom när det gäller oorganiska syrabasreaktioner ger hydroxyl ett mått på reaktivitet för organiska föreningar, vilket möjliggör kemisk förändring. Två etanolmolekyler, alkoholen som finns i vin och öl, kombineras genom uttorkning för att producera en molekyl eter, som användes i kirurgiska ingrepp från 1800-talet. Organiska föreningar som innehåller två hydroxylgrupper per molekyl reagerar med de som innehåller två syragrupper och bildar polyesterrester som används i flaskor, däck, kläder och textilier.
En mycket speciell kapacitet hos hydroxylgruppen är dess förmåga att bilda svaga vätebindningar utöver dess kovalenta bindning med syre och dess bindning till andra atomer genom syre. I vatten bildas dessa vätebindningar mellan väteatomen och andra närliggande atomer. Syreatom deltar också. En kristall av lösligt fast ämne, såsom silvernitrat, om det placeras i rent vatten, löses snabbt delvis på grund av att väteatomerna drar i de yttersta nitratjonerna och syreatomerna släpper i silverjonerna.
Inget område är hydroxyl viktigare än levande organismer. Vätebindningar påverkar avstånd och konfiguration av omgivande molekyler. Vid vändning till is antar vatten en mindre tät struktur än för flytande vatten. Det betyder att isen är lättare än vatten, så den flyter på vatten.
Om fryst vatten var tätare än dess flytande form, som är fallet för de flesta ämnen, skulle det frysa och sjunka och aldrig få solstrålarna att tina upp igen. Vätskan som förblev över isen skulle upprepa processen. Så småningom skulle många vattenbassänger bli fast is.
Dessutom är det oorganiska molekylvattnet livslångt. Vatten innehåller den största andelen hydroxyl av någon förening. En annan kemikalie som är absolut nödvändig för livet är DNA, ibland kallat ”livets tråd.” DNA har som ryggraden i sin struktur, långa kedjor härrörande från hydroxylinnehållande sockerarter och hydroxylinnehållande fosfatgrupper.
Dessa är sockerarter, och fosfatgrupper är förbundna med esterbindningar, som också kommer från hydroxylgrupper. DNA bestämmer och innehåller de flesta av ärftliga egenskaper hos växter och djur, inklusive människor. Således är en hydroxyl en av de viktigaste strukturerna som finns i laboratoriet och i naturen.