CHƯƠNG IV:
ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ

CÔNG THỨC PHÂN TỬ HCHC

ĐỒNG ĐẲNG ĐỒNG PHÂN

MỞ ĐẦU VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ

PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

CÔNG THỨC ĐƠN GIẢN NHẤT

CÔNG THỨC PHÂN TỬ

Định nghĩa: là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.

Cách thiết lập công thức đơn giản nhất:
Gọi CTTQ: CxHyOz (x, y, z: nguyên dương)
Lập tỉ lệ:
x:y:z= mC/12 : mH/1 : mO/16
x:y:z= %C/12 : %H/1 : %O/16

Quan hệ giữ công thức phân tử và công thức đơn giản nhất:

Cách thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Định nghĩa:là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.

  • Trong nhiều trường hợp, công thức phân tử cũng chính là công thức đơn giản nhất (n=1).
  • Một số chất có CTPT khác nhau nhưng có cùng một CTĐGN.
  • Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong công thức phân tử là số nguyên lần số nguyên tử của nó trong công thức đơn giản nhất.

b/ Thông qua công thức đơn giản nhất:

  • Từ CTĐGN là CxHyOzNt thì CTPT có dạng (CxHyOzHt)n
  • Đặt (CxHyOzHt)n = M

-> Tìm n và suy ra CTPT

c/ Tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm đốt cháy:


  • Viết phương trình phản ứng cháy

CxHyOz + (x + y/4 - z/2 )O2 -> xCO2 + y/2H2O (to)


1mol x mol y/2 mol


nA nCO2 nH2O


1/nA = x/nCO2 = y/2.nH2O


z = MA - (12x + y)/16


  • Thế x, y, z vào CTTO suy ra CTPT

a/ Dựa vào thành phần % khối lượng nguyên tố:


  • Gọi CTTQ CxHyOzNt -> xC + yH + zO + tN

M 12x 1y 16z 14t


100% %C %H %O %N


  • Tỉ lệ: M/100% = 12x/%C = 1y/%H = 16z/%O = 14t/%N

x = M.%C/12.100%


y = M.%H/1.100%


z = M.%O/16.100%


t = M.%N/14.100%

PHÂN LOẠI HỢP CHẤT HỮU CƠ

PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH

KHÁI NIỆM VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ VÀ HÓA HỌC HỮU CƠ

  • Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2, muối cacbonat, cacbua, xianua).
  • Hóa học hữu cơ là ngàng hóa học nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.
  • Dựa vào thành phần nguyên tố image
  • Dựa vào mạch cacbon
    +Mạch vòng
    +Mạch không vòng (hở)

PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG

b/ Nguyên tắc:

  • Chuyển các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản.

  • Sau đó nhận biết chúng bằng các phản ứng đặc trưng.

c/ Phương pháp:

  • Trong phòng thí nghiệm, để xác định tính cacbon và hidro, người ta nung hợp chất hữu cơ với CuO để chuyển nguyên tố C thành CO2, nguyên tố H thành H2O.
  • Phương pháp xác định nguyên tố N trong hợp chất đơn giản là chuyển nguyên tố trong hợp chất hữu cơ thành NH3 rồi nhận biết bằng giấy quỳ tím ẩm.

a/ Mục đích: Xác định nguyên tố nào có trong thành phần phân tử hợp chất hữu cơ.

b/ Nguyên tắc:

  • Cần một lượng chính xác hợp chất hữu cơ.


  • Chuyển nguyên tố trong hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản như CO2, H2O, N2...


  • Xác định m hoặc V của CO2, H2O, N2... Từ đó tính m và %m của các nguyên tố trong HCHC.

c/ Phương pháp tiến hành:


  • Biểu thức tính:
    mC = 12.mCO2/44 = 12.nCO2
    mH = 2.mH2O/18 = 2.nH2O
    mN = 28.mVN2/22.4 = 28.nN2
    mO = A - (mC + mH + mN)


  • Tính %m
    %C = mC.100%/A
    %H = mH.100%/A
    %N = mN.100%/A
    %O = 100% - (%C - %H - %N)

a/ Mục đích: Xác định thành phần % về khối lượng các nguyên tố có trong hợp chất hữu cơ.

ĐỒNG ĐẲNG

ĐỒNG PHÂN

1/ Khái niệm: Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH2 nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp thành dãy đồng đẳng.

2/ Ví dụ:

  • Ankan: CH4, C2H6, C3H8... CnH2n+2
  • Ancol no 1 nhóm -OH: CH3-OH, C2H5-OH, C3H7-OH,... CnH2n+1 - OH
  • Ancol no đơn chức: H-CHO, CH3-CHO, CH3-CH2-CHO, C3H7-CHO,...CnH2n+1 - CHO
  • Axit no đơn chức: H-COOH, CH3-COOH, C2H5-COOH, C3H-COOH,... CnH2n+1 - COOH

2/ Khái niệm: Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử được gọi là chất đồng phân của nhau.

Phân loại

1/ Thí dụ:

  • C2H6O
    CH3-O-CH3
    CH3-CH2-COOH
  • C3H6O2
    CH3-CH2-COOH
    HCOO-CH2CH3
    CH3-COO-CH3
    HO-CH2-CO-CH3
    HO-CH2-CH2-CHO
  • C3H8O
    CH3-CH2-CH2-OH
    CH3-CH(OH)-CH3
    CH3-O-CH2-CH3

Đồng phân cấu tạo: image

Đồng phân lập thể:

  • Đồng phân hình học: cis, trans.
  • Điều kiện: có liên kết đôi, vòng. C có liên kết đôi liên kết với nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác.
    VD: C4H8
    image
    (2) là đồng phân hình học
    image

CÔNG THỨC CẤU TẠO (CTCT)

THUYẾT CẤU TẠO HÓA HỌC

1/ Định nghĩa: công thức cấu tạo biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết (liên kết đơn, liên kết bội) của các nguyên tử trong phân tử.

2/ Các loại CTCT: image

Nội dung

Ý nghĩa: Thuyết cấu tạo hóa học giúp giải thích được hiện tượng đồng đẳng, hiện tượng đồng phân.

b/ Nội dung 2: Trong phân tử HCHC, cacbon có hóa trị bốn. Nguyên tử cacbon không những có thể liên kết với nguyên tử của các nguyên tử khác mà còn liên kế với nhau tạo thành mạch cacbon (mạch vòng, mạch không vòng, mạch nhánh, mạch không nhánh).

c/ Nội dung 3: Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất, số lượng các nguyên tử) và cấu tạo hóa học (thứ tự liên kết các phân tử).

  • Phụ thuộc vào bản chất
    CH4: khí
    CCl4: lỏng
  • Phụ thuộc vào số lượng
    C4H10: khí
    C5H10: lỏng
  • Phụ thuộc vào cấu tạo
    CH3-CH2-OH: ancol tác dụng với Na
    CH3-O-CH3: không tác dụng với Na

a/ Nội dung 1:
Trong phân tử HCHC, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị và theo một thứ tự nhất định. Thứ tự liên kết đó gọi là cấu tạo hóa học, sẽ tạo ra hợp chất khác.
VD: HCHC có CTPT là C6H6O có thể là

  • Ancol etylic: CH3-CH2-OH (t sôi = 78,3 độ C)
  • Đimetyl ete: CH3-O-CH3 (t sôi = -23 độ C)