ما هي مركبات الكربونيل

في الكيمياء العضوية، تُعرف مجموعة الكربونيل بأنّها وحدةٌ كيميائيةٌ ثنائية التكافؤ مكونة من ذرة كربون وذرة أوكسجين، متصلتان بواسطة رابطةٍ مزدوجةٍ (C=O)، وهذه المجموعة مكونة من أحماض كربوكسيلية والأسترات والأنهيدرات والهاليد أسيل والأميدات والكينون، كما أنّها المجموعة الوظيفية المميزة للألدهيدات والكيتونات، وهذه الأحماض الكربوكسيلية والألدهيدات والكيتونات والكينون تعرف مجتمعةً باسم مركبات الكربونيل (Carbonyl Group).

بسبب وجود اختلاف في تقارب الإلكترونات في ذرات الكربون والأكسجين، يتم الاحتفاظ بأزواج الإلكترون التي تشكل الرابطة المزدوجة بالقرب من ذرة الأكسجين، وتكتسب ذرة الأوكسجين الغنية بالإلكترون شحنةً سالبةً، بينما تكون ذرة الكربون ذات شحنةٍ موجبةٍ، ويمكن لمجموعة الكربونيل المشاركة في مجموعةٍ متنوعةٍ من التفاعلات الكيميائية؛ حيث تنجذب الكواشف النووية (الكواشف الغنية بالإلكترون أو أليفة النواة) إلى ذرة الكربون الموجبة، بينما تنجذب الكواشف الكهربية (الكواشف الساعية للإلكترون) إلى ذرة الأكسجين السالبة.

تم العثور على مجموعة الكربونيل في العديد من المجموعات الوظيفية الأخرى، فعندما ترى الرابطة المزدوجة كربون أوكسجين(C=O)هذا يعني أن المركب من مركبات الكربونيل، وأهم ميزة لمركبات الكربونيل هي القطبية بسبب الشحنة الكهربائية الموجبة لذرة الكربون والسالبة لذرة الأوكسجين، وهذه الخاصية القطبية تزيد من درجات الانصهار والغليان لمركباتها؛ حيث تستخدم المركبات القطبية قوى كبيرة للغاية للحفاظ على الروابط بين الذرات، بحيث يكون من الصعب كسر هذه الروابط.

ينطبق المبدأ عينه على نقطة الانصهار، ولكن يجب الأخذ بعين الاعتبار أن العوامل الأخرى مثل حجم المركب يمكن أن تؤثر أيضًا على حدود الغليان والانصهار، كما تؤثر خاصية مركبات الكربونيل القطبية على قابلية ذوبان المركب؛ فعلى سبيل المثال، إنّ الماء مركّبٌ قطبيٌّ والكربونيل كذلك، لذلك يذوب الماء بالكربونيل.

إن ذرة الكربون في مجموعة الكربونيل تميل لجذب المركبات الغنية بالإلكترون، والتي تشمل الأيونات، في حين أن ذرة الأوكسجين غير محبةٍ للكهرباء، وأهم تفاعلات مركبات الكربونيل هي:

هناك أمثلة كثيرة عن مركبات الكربونيل منها:

الفرق الرئيسي بين الألدهيدات والكيتونات هو مكان مجموعة الكربونيل ففي الألدهيدات تتوضع مجموعة الكربونيل في نهاية سلسلة الكربون، أمّا في الكيتونات تقع في منتصف حلقة الكربون وتتضمن أمثلة الألدهيدات البروبانول والبيوتانول والكلوروبوتانول، وبعض الأمثلة على الكيتونات هي البروبانون والأسيتون والميثيل والبنتانون.

الألدهيدات والكيتونات من مركبات الكربونيل التي تُستخدم في قطاعاتٍ مختلفةٍ مثل الأدوية والمواد الغذائية والعطور ومستحضرات التجميل بسبب خواصها الكيميائية، وفيما يلي بعض استخدامات الألدهيدات والكيتونات: