Cách xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ
Hóa hữu cơ là 1 trong 2 nội dung chính của chương trình hóa học bậc phổ thông. Trong các cấu trúc đề thi THPT QG hàng năm thì nội dung này luôn chiếm tới 50% số câu hỏi.
Và để học tốt nội dung này, chắc chắn các em cần nắm được cách xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ.
Định nghĩa về cấu tạo hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ có cùng công thức phân tử nhưng có cấu tạo hóa học khác nhau, dẫn tới tính chất hóa học khác nhau được gọi là các chất đồng phân của nhau.
- Ankan là những hidrocacbon no mạch hở có công thức chung CnH2n+2 (n>=1)
- Xicloankan là những hidrocacbon no mạch vòng có công thức chung CnH2n (n>=3)
- Anken là hidrocacbon không no, mạch hở chứa một nối đôi C = C trong phân tử, có công thức chung là CH2n (n>=2)
- Ankadien: là hidrocacbon mạch hở, chứa 2 nối đôi trong phân tử, có công thức chung là CnH2n-2 (n>=3)
- Ankin là hidro mạch hở, chứa một nối ba C =C trong phân tử, có công thức chung là CnH2n-2 (n>=3)
- Hidrocacbon thơm (aren) là loại hidrocacbon trong công thức phân tử có một hay nhiều nhân benzen, đại diện cho dãy đồng đẳng aren là phân tử benzen có công thức tổng quát là: CnH2n-6 (n>=6)
Cách xác định công thức hợp chất hữu cơ
Phương pháp chung: Các bước thường dùng để viết công thức cấu tạo hay xác định các đồng phân
- Bước 1: Tính độ bão hòa (số liên kết và số vòng)
- Bước 2: Viết cấu trúc mạch cacbon (không phân nhánh, có nhánh, vòng) và đưa liên kết bội (đôi, ba) vào mạch cacbon nếu có
- Bước 3: Đưa nhóm chức vào mạch cacbon (thông thường các nhóm chức chứa cacbon thường được đưa luôn vào mạch ở bước 3) Lưu ý đến trương hợp kém bền hoặc khoogn tồn tại của nhóm chức (Ví dụ nhóm – OH không bền và sẽ bị chuyển bị khi gắn với các cacbon có liên kết bội)
- Bước 4: Điền số H vào để đảm bảo đủ hóa trị của các nguyên tố, sau đó xét đồng phân hình học nếu có. Chú ý với các bài tập trắc nghiệm có thể không cần điền số nguyên tử H
Phương pháp: Xác định độ bất bão hòa (số liên kết hoặc số vòng của phân tử có công thức Cx HyOzNtXv)theo công thức
Độ bất bão hòa:
Áp dụng phương pháp viết công thức cấu tạo cho hợp chất hữu cơ sau:
Ankan: Từ 4 nguyên tử cacbon trở lên có đồng phân cấu tạo, đó là đồng phân mạch cacbon.
Xicloankan: Đầu tiên viết đồng phân có vòng lớn nhất, sau đó đến vòng có ít hơn một C để tạo một nhánh, tiếp là vòng có ít hơn 2C để tạo hai nhánh CH3 hoặc một nhánh C2H5 giữ một nhánh CH3 và di chuyển nhánh CH3 còn lại, làm tương tự đến vòng có 3C
Anken: Có hai loại đồng phân
- Đồng phân cấu tạo: Đồng phân mạch cacbon (mạch thẳng, mạch nhánh) và đồng phân vị trí liên kết đôi.
- Đồng phân hình học: Điều kiện để có đồng phân hình học
- Phải có nối đôi C = C trong phẩn tử
- Mỗi nguyên tử mang nối đôi phải mang hai nhóm thể (hay nguyên tử) khác nhau. Nếu mạch chính nằm cùng phái ta có đồng phân cis, nếu mạch chính nằm khác phía ta có đồng phân trans
Ankadien: Tương tự anken có hai loại đồng phân: cấu tạo và hình học
Ankin: Từ 4 nguyên tử cacbon trở lên có đồng phân vị trí nhóm chức, từ C5 trở đi có đồng phân mạch cacbon
Aren: Từ C8H10 trở đi có các dodognf phân về vị trí tương đối của các nhóm ankyl xung quanh vòng benzen và về cấu tạo mạch cacbon của mạch nhánh.