heteroatomeja

Heteroatomeilla tarkoitetaan molekyylin atomeja, jotka eivät ole hiiltä (C) tai vetyä (H). Näitä atomeja esiintyy laajasti orgaanisissa yhdisteissä, ja niiden elektronegatiivisuus sekä koko vaikuttavat molekyylin rakennetta ja kemiallista käyttäytymistä. Yleisimmät heteroatomit ovat typen (N), happi (O), rikki (S) ja fosfori (P), sekä halogeenit kuten fluori (F), kloori (Cl), bromi (Br) ja jodi (I). Myös piin (Si) tai seleenin (Se) kaltaiset harvinaisemmat esiintymät voivat ilmetä joissain yhdisteissä.

Heteroatomien läsnäolo vaikuttaa molekyylin polaarisuuteen, happamuuteen ja reaktiivisuuteen monin tavoin. Ne voivat toimia elektronien vastaanottajina tai luovuttajina, muodostaa erilaisia kovalenttisia sidoksia ja vahvistaa molekyylin dipole momenttia. Esimerkkeinä ovat aminoryhmä (N), hydroksyyliryhmä (O), karbonyyli-ryhmä sekä sulfi- ja fosforiyhdisteet. Heteroatomit osallistuvat myös typen, hapen ja rikkihappojen tavoin esim. hapetus- ja pelkistysreaktioihin sekä substituutioihin.

Monien yhdisteiden rakenne ja toiminta perustuvat heteroatomien sijoitteluun. Heteroatomit ovat keskeisiä osa-alueita heterosykleissä, sekä aineiden elektronisen tiheyden ja reaktiivisuuden muokkaamisessa. Näiden ominaisuuksien vuoksi heteroatomien läsnäolo vaikuttaa yhdisteiden biologiseen aktiivisuuteen, liukoisuuteen ja chemial-reaktioihin, mikä on tärkeää sekä perusfyysikaalisessa kemiassa että sovelluksissa kuten lääke- ja materiaalitutkimuksessa.

Tutkimuksessa heteroatomien vaikutusta arvioidaan muun muassa pKa-arvojen, elektronisen tiheyden sekä spektroskopian (kuten NMR ja IR) perusteella.