Funktionelle Gruppen: einfach erklärt
Funktionelle Gruppen sind Atomgruppen in organischen Molekülen, die deren Eigenschaften und Reaktionen bestimmen. Moleküle mit derselben funktionellen Gruppe bilden eine Stoffklasse.
Die wichtigsten funktionellen Gruppen
| Gruppe | Aufbau | Stoffklasse | Beispiel |
|---|---|---|---|
| Hydroxygruppe | -OH | Alkohole | Ethanol |
| Carbonylgruppe am Kettenende | -CHO | Aldehyde | Formaldehyd |
| Carbonylgruppe in der Kette | C=O | Ketone | Aceton |
| Carboxygruppe | -COOH | Carbonsäuren | Essigsäure |
| Estergruppe | -COO- | Ester | Ethylacetat |
| Ethergruppe | -O- | Ether | Diethylether |
| Aminogruppe | -NH₂ | Amine | Anilin |
Auch eine C=C-Doppelbindung wie bei den Alkenen oder ein Halogenatom wie in Dichlormethan zählt man oft zu den funktionellen Gruppen.
Warum sie so wichtig sind
Das Kohlenwasserstoffgerüst eines Moleküls ist unpolar und eher reaktionsträge. Die funktionelle Gruppe enthält dagegen meist Sauerstoff- oder Stickstoffatome und ist polar. Sie entscheidet deshalb darüber, wie sich ein Stoff löst, wie hoch er siedet und mit welchen Stoffen er reagiert.
Hydroxy-, Carboxy- und Aminogruppen können Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden. Stoffe mit diesen Gruppen sieden deshalb viel höher als gleich große Kohlenwasserstoffe und lösen sich besser in Wasser.
Mehrere Gruppen in einem Molekül
Viele wichtige Naturstoffe enthalten mehrere funktionelle Gruppen. Aminosäuren haben zum Beispiel eine Aminogruppe und eine Carboxygruppe, Glucose eine Aldehydgruppe und fünf Hydroxygruppen.
Milchsäure ist zugleich Alkohol und Carbonsäure. Solche Moleküle zeigen die typischen Reaktionen beider Gruppen.