fosforiryhmän

Fosforiryhmä, yleisesti tunnettu fosfaattiryhmänä, on kemiallinen toimintaryhmä, jonka keskus on fosforiatomi ja joka on kytketty neljään happiatomiin. Yleisimmät epäorgaaniset muodot ovat orthofosfaatti-ioni PO4^3-, sekä sen protolysoituneet muodot HPO4^2- ja H2PO4^-. Fosfaattiryhmä esiintyy sekä vapaana ioneina että osana monia orgaanisia fosfoferoituja yhdisteitä, kuten aminohappojen ja sokerien fosfoesterit sekä rasvojen fosfo-esterit.

Rakenne ja kemialliset ominaisuudet: Fosforin oksidationluku on +5. Fosfaattiryhmä muodostaa tetraedriaalisen rakenteen, jossa fosfori on kytketty neljään O-atomiin. Sidoskuvio on resonanssissa, mikä antaa ryhmälle suuremman säilyvyyden pH:sta riippumatta. Fosfaattien protolysoituminen johtaa kolmiin ionimuotoihin, joiden pKa-arvot ovat tyypillisesti noin 2,1; 7,2; ja 12,3, jolloin ratkaisuun syntyy H3PO4:stä H2PO4^-, HPO4^2- ja PO4^3-.

Biologinen merkitys: Fosfaattiryhmä on keskeinen osa biomolekyylejä ja energiansiirtoa. Adenosiinitrifosfaatti (ATP) ja sen niihin liittyvät ADP/AMP sisältävät fosfaattiryhmiä, jotka mahdollistavat energiansiirron soluissa. Fosfaattiset ryhmät muodostavat myös nucleiinisäikeiden fosfaattipohjan DNA:ssä ja RNA:ssa sekä säätelevät proteiinien toimintaa fosforylaation ja defosforylaation kautta. Tiettyjen entsyymien, kuten kinases ja phosphatases, kautta fosfaattiryhmän siirtäminen tai poistaminen vaikuttaa signaalisignaalointiin ja aineiden metaboliaan.

Käyttö ja ympäristö: Fosfaattimuodot ovat tavanomaisia ravinteita sekä elämässä että ympäristössä. Fosfaatteja käytetään laajasti estereinä ja polyfosfaatteina teollisuudessa. Vesiympäristöissä runsas fosfaatti voi edistää rehevöitymistä ja aiheuttaa vesistöjen ekosysteemien muutoksia. Fosfaattiset yhdisteet louhitaan mineraaleista, kuten apatiteista, ja niillä on keskeinen rooli sekä biokemiallisissa että teollisissa sovelluksissa.