Grupo hidroxi

Representação de um grupo hidroxi composto orgânico, onde R representa um hidrocarboneto ou outra umidade orgânica, as esferas vermelhas e cinzas representam átomos de oxigênio e hidrogênio respectivamente, e as conexões de haste-como entre estes, ligações químicas covalentes.

Em química, um hidroxi ou grupo hidroxila é um grupo funcional com a fórmula química −OH e composto de um átomo de oxigênio ligado covalentemente a um átomo de hidrogênio. Em química orgânica, álcoois e ácidos carboxílicos contêm um ou mais grupos hidroxila. Tanto o ânion carregado negativamente HO^-, chamado hidróxido, quanto o radical neutro HO·, conhecido como radical hidroxila, consiste em um grupo hidroxila não ligado.

De acordo com as definições da IUPAC, o termo hidroxila refere-se apenas ao radical hidroxila (·OH), enquanto o grupo funcional −OH é chamado de grupo hidroxila.

Propriedades

O ácido sulfúrico contém dois grupos hidroxiais.

Água, álcoois, ácidos carboxílicos e muitos outros compostos contendo hidroxi podem ser facilmente desprotonados devido a uma grande diferença entre a eletronegatividade do oxigênio (3,5) e a do hidrogênio (2,1). Os compostos contendo hidroxi se envolvem em ligações de hidrogênio intermoleculares, aumentando a atração eletrostática entre as moléculas e, portanto, para pontos de ebulição e fusão mais altos do que os encontrados para compostos que não possuem esse grupo funcional. Compostos orgânicos, que geralmente são pouco solúveis em água, tornam-se solúveis em água quando contêm dois ou mais grupos hidroxila, como ilustrado por açúcares e aminoácidos.

Ocorrência

O grupo hidroxila é difundido na química e na bioquímica. Muitos compostos inorgânicos contêm grupos hidroxila, incluindo o ácido sulfúrico, o composto químico produzido em maior escala industrialmente.

Grupos hidroxi participam das reações de desidratação que ligam moléculas biológicas simples em longas cadeias. A união de um ácido graxo ao glicerol para formar um triacilglicerol remove o -OH da extremidade carboxi do ácido graxo. A união de dois açúcares aldeídos para formar um dissacarídeo remove o -OH do grupo carboxi na extremidade aldeído de um açúcar. A criação de uma ligação peptídica para ligar dois aminoácidos para formar uma proteína remove o −OH do grupo carboxi de um aminoácido.

Radical hidroxila

Os radicais hidroxila são altamente reativos e sofrem reações químicas que os tornam de curta duração. Quando os sistemas biológicos são expostos aos radicais hidroxila, eles podem causar danos às células, inclusive as humanas, onde podem reagir com DNA, lipídios e proteínas.

Observações planetárias

Airglow da Terra

O céu noturno da Terra é iluminado por luz difusa, chamada airglow, que é produzida por transições radiativas de átomos e moléculas. Entre as características mais intensas observadas no céu noturno da Terra está um grupo de transições infravermelhas em comprimentos de onda entre 700 nanômetros e 900 nanômetros. Em 1950, Aden Meinel mostrou que eram transições da molécula de hidroxila, OH.

Superfície da Lua

Em 2009, o satélite Chandrayaan-1 da Índia e a sonda Cassini e a sonda Deep Impact da National Aeronautics and Space Administration (NASA) detectaram evidências de água por evidências de fragmentos de hidroxila na Lua. Conforme relatado por Richard Kerr, "Um espectrômetro [o Moon Mineralogy Mapper, também conhecido como "M3"] detectou uma absorção infravermelha em um comprimento de onda de 3,0 micrômetros que apenas água ou hidroxila - um hidrogênio e um oxigênio unido - poderia ter criado." A NASA também informou em 2009 que a sonda LCROSS revelou um espectro de emissão ultravioleta consistente com a presença de hidroxila.

Em 26 de outubro de 2020, a NASA relatou evidências definitivas de água na superfície iluminada pelo sol da Lua, nas proximidades da cratera Clavius (cratera), obtidas pelo Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). A câmera infravermelha SOFIA Faint Object para o Telescópio SOFIA (FORCAST) detectou bandas de emissão em um comprimento de onda de 6,1 micrômetros que estão presentes na água, mas não na hidroxila. A abundância de água na superfície da Lua foi inferida como equivalente ao conteúdo de uma garrafa de 12 onças de água por metro cúbico de solo lunar.

A sonda Chang'e 5, que pousou na Lua em 1º de dezembro de 2020, carregava um espectrômetro mineralógico que podia medir espectros de refletância infravermelha de rocha lunar e regolito. O espectro de refletância de uma amostra de rocha em um comprimento de onda de 2,85 micrômetros indicou concentrações localizadas de água/hidroxila de até 180 partes por milhão.

Atmosfera de Vênus

O orbitador Venus Express coletou dados científicos de Vênus de abril de 2006 até dezembro de 2014. Em 2008, Piccioni, et al. relatou medições de emissão de luminescência noturna na atmosfera de Vênus feitas com o Visível e espectrômetro de imagem térmica infravermelha (VIRTIS) no Venus Express. Eles atribuíram bandas de emissão em intervalos de comprimento de onda de 1,40 - 1,49 micrômetros e 2,6 - 3,14 micrômetros para transições vibracionais de OH. Esta foi a primeira evidência de OH na atmosfera de qualquer planeta que não seja o da Terra.

Atmosfera de Marte

Em 2013, espectros de infravermelho próximo de OH foram observados no brilho noturno na atmosfera polar de inverno de Marte pelo uso do Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM).

Exoplanetas

Em 2021, evidências de OH na atmosfera diurna do exoplaneta WASP-33b foram encontradas em seu espectro de emissão em comprimentos de onda entre 1 e 2 micrômetros. Evidências de OH na atmosfera do exoplaneta WASP-76b foram encontradas posteriormente. Tanto o WASP-33b quanto o WASP-76b são Júpiteres ultraquentes e é provável que a molécula de água esteja dissociada em suas atmosferas.

Mais

• Reece J, Urry L, Cain M, Wasserman S, Minorsky P, Jackson R (2011). «Chapter 4&5» (em inglês). Em Berge S, Golden B, Triglia L (eds.). Biologia de Campbell. Vol. Unidade 1 (9a ed.). São Francisco: Pearson Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-55823-7.