* 極カルボニル基(C =O)の存在: カルボニル基は、酸素原子に二重結合した炭素原子で構成されています。酸素は炭素よりも有意に電気陰性です。つまり、電子をより強く引き付けます。これにより、酸素原子(Δ-)に部分的な負電荷が生じ、炭素原子(Δ+)に部分的な正電荷が生成されます。 この不均一な電荷分布により、カルボニル基が極性になります。
* カルボニル基のジオメトリ: カルボニル基には、炭素と酸素原子、および同じ平面にすべての炭素に付着した2つの置換基を備えた平面形状があります。このジオメトリにより、双極子モーメントが大きくなり、分子の極性がさらに向上します。
* 水素結合を形成する能力: ケトンとアルデヒドは、カルボニル基に直接付着した水素原子が不足しているため、水素結合を供与することはできませんが、水やアルコールなどの水素結合ドナーを含む他の分子からの水素結合を受け入れることができます。水素結合を形成するこの能力は、極性の性質に貢献します。
極性の結果:
* 溶解度: より短いカーボンチェーンを備えたケトンとアルデヒドは、水素結合を形成する能力により、水に比較的溶けます。ただし、炭素鎖の長さが増加すると、非極性炭化水素部分がより支配的になり、溶解度が低下します。
* 沸点: ケトンとアルデヒドは、極性分子間の双極子双極子相互作用が強いため、同等のアルカンよりも高い沸点を持っています。
* 反応性: 極性カルボニル基は、電気炭素原子を攻撃する電子が豊富な種であるコトンとアルデヒドを求核性に向けて反応させます。
要約すると、極カルボニル基の存在、その特定の幾何学、および水素結合を形成する能力は、ケトンとアルデヒド極化合物を作ります。それらの極性は、物理的および化学的特性に大きく影響します。