В химии гидрокси или гидроксильная группа — это функциональная группа с химической формулой −OH , состоящая из одного атома кислорода , ковалентно связанного с одним атомом водорода . В органической химии спирты и карбоновые кислоты содержат одну или несколько гидроксильных групп. Как отрицательно заряженный анион HO− , называемый гидроксидом , так и нейтральный радикал HO· , известный как гидроксильный радикал , состоят из несвязанной гидроксильной группы.
Согласно определениям ИЮПАК , термин гидроксил относится только к гидроксильному радикалу ( · ОН ), тогда как функциональная группа −ОН называется гидроксигруппой . [ 1]
Вода, спирты, карбоновые кислоты и многие другие гидроксисодержащие соединения могут быть легко депротонированы из-за большой разницы между электроотрицательностью кислорода (3,5) и водорода (2,1). Гидроксисодержащие соединения участвуют в межмолекулярных водородных связях, увеличивая электростатическое притяжение между молекулами и, таким образом, к более высоким температурам кипения и плавления, чем обнаружено для соединений, не имеющих этой функциональной группы . Органические соединения, которые часто плохо растворимы в воде, становятся водорастворимыми, когда они содержат две или более гидроксигрупп, как показано на примере сахаров и аминокислот . [ необходима цитата ]
Гидроксигруппа широко распространена в химии и биохимии. Многие неорганические соединения содержат гидроксильные группы, включая серную кислоту , химическое соединение, производимое в промышленных масштабах в наибольшем количестве. [2]
Гидроксигруппы участвуют в реакциях дегидратации, которые связывают простые биологические молекулы в длинные цепи. Присоединение жирной кислоты к глицерину с образованием триацилглицерина удаляет −ОН из карбоксильной группы жирной кислоты. Присоединение двух альдегидных сахаров с образованием дисахарида удаляет −ОН из карбоксильной группы на альдегидном конце одного сахара . Создание пептидной связи для связывания двух аминокислот с образованием белка удаляет −ОН из карбоксильной группы одной аминокислоты. [ необходима цитата ]
Гидроксильные радикалы очень реактивны и подвергаются химическим реакциям, которые делают их недолговечными. Когда биологические системы подвергаются воздействию гидроксильных радикалов, они могут вызывать повреждение клеток, в том числе клеток человека, где они могут реагировать с ДНК , липидами и белками . [3]
Ночное небо Земли освещается рассеянным светом, называемым свечением атмосферы , которое создается лучистыми переходами атомов и молекул. [4] Среди наиболее интенсивных таких особенностей, наблюдаемых в ночном небе Земли, есть группа инфракрасных переходов на длинах волн от 700 нанометров до 900 нанометров. В 1950 году Аден Майнел показал, что это были переходы молекулы гидроксила, ОН. [5]
В 2009 году индийский спутник Chandrayaan-1 , космический аппарат Cassini и зонд Deep Impact Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) обнаружили доказательства наличия воды по признакам наличия гидроксильных фрагментов на Луне . Как сообщил Ричард Керр, « Спектрометр [Moon Mineralogy Mapper, также известный как «M3»] обнаружил инфракрасное поглощение на длине волны 3,0 микрометра, которое могли создать только вода или гидроксил — водород и кислород, связанные вместе». [6] В 2009 году NASA также сообщило, что зонд LCROSS обнаружил ультрафиолетовый спектр излучения, соответствующий присутствию гидроксила. [7]
26 октября 2020 года НАСА сообщило об окончательных доказательствах наличия воды на освещенной солнцем поверхности Луны, в районе кратера Клавиус (кратер) , полученных Стратосферной обсерваторией инфракрасной астрономии (SOFIA) . [8] Инфракрасная камера SOFIA Faint Object для телескопа SOFIA (FORCAST) обнаружила полосы излучения на длине волны 6,1 микрометра, которые присутствуют в воде, но не в гидроксиле. Было сделано предположение, что обилие воды на поверхности Луны эквивалентно содержанию бутылки объемом 12 унций воды на кубический метр лунного грунта. [9]
Зонд Chang'e 5 , приземлившийся на Луне 1 декабря 2020 года, был оснащен минералогическим спектрометром, который мог измерять инфракрасные спектры отражения лунных пород и реголита. Спектр отражения образца породы на длине волны 2,85 микрометра показал локализованные концентрации воды/гидроксила до 180 частей на миллион. [10]
Орбитальный аппарат Venus Express собирал научные данные о Венере с апреля 2006 года по декабрь 2014 года. В 2008 году Пиччони и др. сообщили об измерениях свечения ночной стороны атмосферы Венеры, проведенных с помощью видимого и инфракрасного тепловизионного спектрометра (VIRTIS) на Venus Express. Они приписали полосы излучения в диапазонах длин волн 1,40–1,49 микрометров и 2,6–3,14 микрометров колебательным переходам OH. [11] Это было первое доказательство наличия OH в атмосфере любой планеты, кроме Земли. [11]
В 2013 году спектры OH в ближнем инфракрасном диапазоне наблюдались в ночном свечении полярной зимней атмосферы Марса с помощью Компактного разведывательного спектрометра для получения изображений на Марсе (CRISM). [12]
В 2021 году доказательства наличия OH в дневной атмосфере экзопланеты WASP-33b были обнаружены в ее эмиссионном спектре на длинах волн от 1 до 2 микрометров. [13] Впоследствии были обнаружены доказательства наличия OH в атмосфере экзопланеты WASP-76b . [14] Оба WASP-33b и WASP-76b являются ультрагорячими Юпитерами , и вполне вероятно, что любая вода в их атмосферах присутствует в виде диссоциированных ионов.
