அல்டிகைட்டுகளும் (aldehydes) கீற்றோன்களும் (ketones) ஒரே ஒரு தொழிற்படும் தொகுதியை — காபனைல் தொகுதியை (carbonyl group, C=O) — பொதுவாகக் கொண்டுள்ள இரு வகுப்புச் சேதனச் சேர்வைகளாகும். காபனைல் காபன் அணு sp² கலப்பாக்கத்திற்கு உட்பட்டு, அதனுடன் இணைந்துள்ள மூன்று அணுக்களும் ஒரே தளத்தில் சுமார் 120° கோணத்தில் அமையும் தளமுக்கோணி (trigonal planar) அமைப்பைத் தருகின்றது. C=O இரட்டைப் பிணைப்பு ஒரு σ-பிணைப்பையும் ஒரு π-பிணைப்பையும் கொண்டுள்ளது.
ஒட்சிசன் அணு காபனை விட அதிக மின்னெதிர்த்தன்மை கொண்டதால், C=O பிணைப்பின் இலத்திரன்கள் ஒட்சிசனை நோக்கி அதிகமாக ஈர்க்கப்படுகின்றன. இதனால் ஒட்சிசனில் ஒரு பகுதி எதிர் ஏற்றமும் (δ−), காபனில் ஒரு பகுதி நேர் ஏற்றமும் (δ+) தோன்றி, காபனைல் தொகுதி ஒரு முனைவுத் தன்மையுடைய தொழிற்படும் தொகுதியாக அமைகின்றது.
இவ்விரு வகுப்புகளுக்கும் இடையேயான வேறுபாடு காபனைல் காபனுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள தொகுதிகளில் தங்கியுள்ளது. ஓர் அல்டிகைட்டில் காபனைல் காபன் குறைந்தது ஒரு ஐதரசன் அணுவுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும்; மற்றொரு இணைப்பு ஓர் அற்கைல் அல்லது ஏரைல் தொகுதியாக அமையும் (மெதனலில், HCHO, இரண்டு ஐதரசன் அணுக்களே உள்ளன). ஓர் கீற்றோனில் காபனைல் காபன் இரு பக்கங்களிலும் அற்கைல் அல்லது ஏரைல் தொகுதிகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது; எனவே அதன் காபனைல் காபனில் ஐதரசன் அணு இணைக்கப்படவில்லை.
காபனைல் தொகுதியின் முனைவுத் தன்மையால் அல்டிகைட்டு, கீற்றோன் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே இருமுனைவு–இருமுனைவு ஈர்ப்பு ஏற்படுகின்றது; இது ஒத்த சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவையுடைய அற்கேன்களுக்கு இடையேயான பலவீனமான பரவல் விசைகளைவிட வலிமையானது. ஆயினும் அல்டிகைட்டு, கீற்றோன் மூலக்கூறுகளில் O–H பிணைப்பு இல்லாததால் அவை தம்மிடையே ஐதரசன் பிணைப்புகளை உருவாக்க முடியாது; அற்ககோல்களோ O–H தொகுதி காரணமாக வலிமையான ஐதரசன் பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றன.
கீற்றோனில் காபனைல் காபனுடன் இரு -R குழுக்கள் இணைந்திருப்பதால் (அல்டிகைட்டில் ஒரே ஒரு -R குழு), அவற்றின் மின்-தள்ளும் கூட்டு தாக்கம் C=O இன் துருவமுனைவை ஆல்டிஹைடை விடச் சற்று அதிகரித்து, கொதிநிலையையும் சற்று உயர்த்துகின்றது. குறைந்த சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவையுடைய தொடக்க உறுப்பினர்கள் (மெதனல், எதனல், புரொப்பனோன்) நீருடன் ஏதேனும் விகிதத்தில் கலக்கக்கூடியன — காபனைல் ஒட்சிசன் நீருடன் ஐதரசன் பிணைப்பை உருவாக்குவதே இதற்குக் காரணம்; காபன் சங்கிலி நீளமாக நீளமாக இக்கரைதிறன் குறைகின்றது.
காபனைல் காபன் δ+ ஆக இருப்பதால் இலத்திரன் செறிவு மிக்க கருநாடிகளால் (nucleophiles) தாக்குதலுக்கு உள்ளாகின்றது. கருநாடி காபனைல் காபனைத் தாக்கும்போது C=O இன் π-பிணைப்பு உடைந்து, அந்த இலத்திரன் சோடி ஒட்சிசனுக்கு இடமாற்றப்பட்டு எதிர் ஏற்றமுள்ள ஒரு அலக்காக்சைட்டு இடைநிலை உருவாகின்றது. இவ்வொட்சிசன் பின்னர் தாக்கக் கலவையிலுள்ள ஒரு புரோத்தனுடன் (H⁺) இணைந்து நடுநிலைப்படுத்தப்படுகின்றது.
இறுதியில் காபனைல் காபனுடன் கருநாடியும், ஒட்சிசனுடன் ஒரு ஐதரசன் அணுவும் சேர்க்கப்பட்டிருக்கும். C=O இரட்டைப் பிணைப்பு முழுவதிலும் ஒரு கருநாடியும் ஒரு புரோத்தனும் கூட்டப்படுவதால் இத்தாக்கம் கருநாட்டக் கூட்டல் தாக்கம் (nucleophilic addition) என அழைக்கப்படுகின்றது.
ஓர் அல்டிகைட்டு அல்லது கீற்றோனை ஐதரசன் சயனைட்டுடன் (HCN) தாக்கமடையவிடல் ஒரு கருநாட்டக் கூட்டல் தாக்கம். நடைமுறையில் இத்தாக்கம் காபனைல் சேர்வையையும் NaCN நீர்க்கரைசலையும் கொண்ட கலவைக்குள் ஒரு ஐதான கனிப்பொருள் அமிலத்தைச் சேர்ப்பதன் மூலம் நடத்தப்படுகின்றது. இங்கு சயனைட்டு அயன் (CN⁻) தான் உண்மையான கருநாடி — முழு HCN மூலக்கூறு அல்ல.
CN⁻ அயன் காபனைல் காபனைத் தாக்கி, π இலத்திரன்களை ஒட்சிசனுக்கு இடமாற்றுகின்றது; உருவாகும் அலக்காக்சைட்டு பின்னர் ஒரு புரோத்தனைப் பெற்று O–H தொகுதியாக மாறுகின்றது. இறுதியில் ஒரே காபன் அணுவில் ஒரு –OH தொகுதியையும் ஒரு –CN தொகுதியையும் கொண்ட சயனோஐதரின் (cyanohydrin) உருவாகின்றது.
கிரினாட்டுச் சோதனைப் பொருள் (Grignard reagent, RMgX) ஓர் அற்கொட்சைட்டு மகனீசியம் ஏலைட்டு; R–Mg பிணைப்பு கடுமையாக முனைவாக்கப்பட்டிருப்பதால் R தொகுதி வலிமையான கருநாடியாகச் செயற்படுகின்றது. இதன் தயாரிப்பும் தாக்கமும் நீரற்ற நிபந்தனைகளின் கீழ் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். கிரினாட்டுச் சோதனைப் பொருள் காபனைல் காபனைத் தாக்கி ஓர் இடைநிலைய மகனீசிய அற்கொக்சைட்டை உருவாக்குகின்றது; இதனை ஐதான அமிலத்தால் நீர்ப்பகுப்புக்கு உட்படுத்தும்போது அற்ககோல் கிடைக்கின்றது.
| பயன்படுத்தும் காபனைல் சேர்வை | கிடைக்கும் அற்ககோல் |
|---|---|
| மெதனல் (HCHO) | முதலாம்நிலை அற்ககோல் (1°) |
| ஏனைய அல்டிகைட்டுகள் | இரண்டாம்நிலை அற்ககோல் (2°) |
| கீற்றோன்கள் | மூன்றாம்நிலை அற்ககோல் (3°) |
2,4-டைநைத்திரோபீனைல்ஐதரசீன் (2,4-DNP, பிராடியின் சோதனைப் பொருள்) காபனைல் தொகுதியுடன் தாக்கமடைகின்றது. முதலில் ஓர் அல்டிகைட்டு அல்லது கீற்றோனுடன் கருநாட்டக் கூட்டல் நிகழ்கின்றது; பின்னர் இடைநிலை விளைவிலிருந்து ஒரு நீர் மூலக்கூறு அகற்றப்பட்டு, ஒரு செம்மஞ்சள் அல்லது மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு (2,4-டைநைத்திரோபீனைல்ஐதரசோன்) உருவாகின்றது.
இவ்வீழ்படிவு உருவாகுதல் ஒரு சேர்வையில் காபனைல் தொகுதி இருப்பதைக் காட்டும் சோதனையாகப் பயன்படுகின்றது. அல்டிகைட்டுகளும் கீற்றோன்களும் இரண்டுமே இதே வீழ்படிவைக் கொடுப்பதால், இச்சோதனை காபனைல் தொகுதியை அடையாளம் காண்கின்றதே தவிர, அல்டிகைட்டையும் கீற்றோனையும் ஒன்றிலிருந்து ஒன்றை வேறுபடுத்துவதில்லை.