Các loại công thức của hợp chất hữu cơ

Câu hỏi: Công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ là gì?

Trả lời: Công thức cấu tạo biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết của các nguyên tử trong phân tử. Có cách viết khai triển, thu gọn và thu gọn nhất.

Công thức cấu tạo khai triển: Viết tất cả các nguyên tử và các liên kết giữa chúng.

Công thức cấu tạo thu gọn: Viết gộp nguyên tử cacbon và các nguyên tử khác liên kết với nó thành từng nhóm.

Công thức cấu tạo thu gọn nhất: Chỉ viết các liên kết và nhóm chức, đầu mút của các liên kết chính là nhómCHxvớixđảm bảo hóa trị4ởC.

*Kết luận

Butan−1−olvàđietyletecó cùng công thức phân tửC4H10Onhưng do khác nhau về cấu tạo hóa học nên khác nhau về tính chất vật lí và tính chất hóa học.

Vậy những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng có cấu tạo hóa học khác nhau gọi là những đồng phân cấu tạo.

Những đồng phân khác nhau về bản chất nhóm chức gọi là đồng phân nhóm chức. Những đồng phân khác nhau về sự phân nhánh mạch cacbon gọi là đồng phân mạch cacbon. Những đồng phân khác nhau về vị trí nhóm chức gọi là đồng phân vị trí nhóm chức.

Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về hợp chất hữu cơ để làm rõ câu hỏi trên nhé!

I.Hợp chất hữu cơ là gì? Ví dụ về hợp chất hữu cơ

Hợp chất hữu cơ từ lâu đã được biết tới và sử dụng phục vụ cuộc sống hàng ngày. Vậy khái niệm về hợp chất hữu cơ được hiểu ra sao?

Hợp chất hữu cơ là các hợp chất của cacbon, hay nói cách khác, trong hợp chất đó có chứa cacbon. Tuy nhiên, có những trường hợp hợp chất chứa cacbon nhưng lại là hợp chất vô cơ. Cụ thể là CO,CO2,H2CO3và các muối cacbonat.

Để hiểu hơn về khái niệm này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu một số ví dụ về hợp chất hữu cơ nhé.

Các hợp chất hữu cơ lớp 9 như metan có công thức làCH4, hay rượu etylicC2H5OH– loại rượu được sử dụng để uống hàng ngày. Ngoài ra, các hợp chất hữu cơ còn rất nhiều ví dụ khác nhưC3H6hayC4H8. Hợp chất hữu cơ cũng xuất hiện rất nhiều trong cơ thể con người dưới dạng protein hay chất béo.

II. Đặc điểm của hợp chất hữu cơ

Chất hữu cơ thường tồn tại dưới dạnghỗn hợp, khoa học hiện đại đã phát triển nhiều phương pháp để đánh giá độ tinh sạch, đặc biệt quan trọng phải kể đến là kỹ thuậtsắc kýnhưsắc ký lỏng hiệu năng cao(HPLC) vàsắc ký khí. Bên cạnh đó là các phương pháp thông thường để tách chiết nhưchưng cất,kết tinh, vàchiết bằng dung môi.

Các hợp chất hữu cơ thông thường được định danh bằng các thí nghiệm hóa học, thường được gọi là"phương pháp ướt"(dùng nhiều các thuốc thử để định tính trong dung dịch). Tuy vậy các phương pháp đó đã dần được thay thế bằng các phương phápquang phổhay các máy phân tích chuyên sâu.Các phương pháp phân tích sau được liệt kê theo thứ tự tiện ích cũng tăng dần của phương pháp:

+ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân(NMR)là kỹ thuật được dùng phổ biến nhất, phương pháp này cho phép đọc các thông tin tính hiệu từ các nguyên tử và cấu trúc lập thể từ đó chuyển chúng thành các phổ tương quan. Nguyên tắc của phương pháp dựa vào sự hiện diện của các đồng vị tự nhiên củahydrovàcarbon, từ đó mà có phổ NMR của1H và13C.

+ Phương pháp phân tích cơ bản:phương pháp này phá hủy toàn phân tử hữu cơ và từ đó xác định thành phần nguyên tố của toàn phân tử. Đây là phương pháp sơ khai nhất làm nền tảng chophương pháp khối phổ.

+ Phương pháp khối phổcho thấy phân tử khối của một hợp chất hữu cơ đầy đủ, cùng với các mảnh phân tử bị vỡ ra từ sự bắn phá của các điện tử, từ đó có thể xác định các cấu trúc của nó. Các máy khối phổ có độ phân giải cao có thể ác định được chính xác cấu trúc thực tế của phân tử hữu cơ và được dùng để thay thế chophương pháp phân tích cơ bản. Trước đây, phương pháp khố phổ có một số hạn chế là không thể ghi nhận sự hiện diện của các mảnh trung hòa về điện, tuy vậy sự phát triển của kỹ thuật ion hóa đã cho phép nhận diện"thông số khối lượng"của hầu hết các hợp chất hữu cơ.

+ Tinh thể họclà phương pháp chắc chắn để xác định cấu trúc hình học của phân tử, điều kiện để xác định hợp chất khi cô lập được các tinh thể đơn của hợp chất, và tinh thể này phải đại diện được cho mẫu. Một phần mềm tự động hóa cao cho phép xác định cấu trúc của tinh thể thu được sau đó rà soát ngân hàng dữ liệu các hợp chất hữu cơ trong vài giờ để cho ra được hình thái tinh thể trùng khớp.

Các phương pháp quang phổ truyền thống nhưphổ hồng ngoại(IR), máy đođộ quay cực,phổ tử ngoại khả kiến(UV/VIS) tuy chỉ cung cấp những thông tin tương đối kém đặc hiệu về cấu trúc của hợp chất hữu cơ nhưng vẫn còn được sử dụng khá phổ biến để phân loại và nhận danh các hợp chất hữu cơ.

III. Tính chất của hợp chất hữu cơ

Tính chất vật lý của các hợp chất hữu cơ thường bao gồmđịnh tínhvàđịnh lượng. Các thông số cho quá trình định lượng bao gồm điểm nóng chảy, điểm sôi, và chỉ số khúc xạ. Định tính bao gồm nhận biết về mùi, độ đồng nhất,độ tan, vàmàu sắc.

1. Điểm nóng chảy và điểm sôi

Hợp chất hữu cơ rất dễ nóng chảy hay sôi. Ngược lại, trong khi các vật liệu vô cơ nói chung có thể bị nóng chảy, nhiều chất không thể đun sôi, thay vào đó có xu hướng phân hủy. Trước đây, điểm nóng chảy (m.p.) và điểm sôi (b.p.) cung cấp những thông tin cơ bản về độ tinh khiết và định danh sơ lược các hợp chất hữu cơ. Chúng có mối tương quan với tính phân cực của phân tử và khối lượng phân tử. Vài chất hữu cơ, đặc biệt là các hợp chất đối xứng dễ bay hơi hơn là tan chảy. Các chất hữu cơ thường không ổn định ở nhiệt độ trên 300°C, nói cách khác, chúng dễ bị phân hủy khi vượt quá nhiệt độ trên, mặc dù có một số ngoại lệ.

2. Độ hòa tan

Chất hữu cơ không phân cực có xu hướngkỵ nước, nghĩa là chúng ít tan trong nước và tan nhiều trong cácdung môihữu cơ khác. Có một vài ngoại lệ với một số chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp nhưrượu,amine, vàacid carboxylicnhờ cácliên kết hydro. Các chất hữu cơ thường dễ tan trong dung môi hữu cơ. Dung môi có thể làethertinh khiết hayrượu ethanol, hay hỗn hợp, cũng có thể là các dung môi thân dầu nhưether dầu hỏahoặc các dung môi có vòng benzen khác chưng cất phân đoạn và tinh chế lại từ dầu hỏa. Độ hòa tan trong các dung môi khác nhau tùy thuộc vào loại dung môi và các nhóm chức hiện diện.

3. Tính chất ở thể rắn

Các tính chất đặc biệt khác nhau của tinh thể phân tử và polyme hữu cơ với các hệ liên hợp được quan tâm tùy thuộc vào các ứng dụng, ví dụ: cơ nhiệt và cơ điện như tínháp điện, tínhdẫn điện(xempolyme dẫn điệnvàchất bán dẫn hữu cơ) và tính chấtquang điện(Ví dụ:quang học phi tuyến tính). Vì lý do lịch sử, các tính chất như vậy chủ yếu là chủ đề của các lĩnh vựckhoa học polymevàkhoa học vật liệu.

IV. Phân loại hợp chất hữu cơ

Các hợp chất hữu cơ được chia thành 2 loại chính. Đó là hiđrocacbon và dẫn xuất của hidrocacbon. Vậy thành phần hợp chất hữu cơ là gì,gồm những chất nào?

Hiđrocacbon

Hiđrocacbon là hợp chất hữu cơ được tạo thành từ C và H. Tức là trong phân tử của hiđrocacbon chỉ chứa nguyên tử cacbon và hiđro. Hidrocacbon lại được chia thành 3 loại.

+ Hiđrocacbon no: Trong phân tử chỉ có liên kết đơn. Ví dụ:CH4,C2H6 ….

+ Hiđrocacbon không no: Trong phân tử có chứa liên kết bội. Ví dụ:C2H2

+ Hiđrocacbon thơm: Trong phân tử chứa vòng benzen. Ví dụ:C6H6

Dẫn xuất của hidrocacbon

- Dẫn xuất của hidrocacbon được hiểu là các hợp chất hữu cơ chứa nguyên tố khác thay thế nguyên tử Hidro. Thường là oxi và nitơ hoặc các halogen.

- Dẫn xuất chủ yếu của hidrocacbon bao gồm các ete, amin, polime, andehit…

Hóa hữu cơ chắc hẳn khiến không ít bạn ngao ngán vì quá nhiều kiến thức cần hiểu và nhớ. Tuy nhiên, đừng lo lắng nhé! Hôm nay kiemvuongchimong.vn sẽ tổng hợp công thức phân tử hợp chất hữu cơ với bài viết dưới đây nhằm hỗ trợ các bạn trong việc củng cố và tìm hiểu thêm kiến thức hóa học. Cùng học với kiemvuongchimong.vn nhé!

Bạn đang xem: Công Thức Tổng Quát Của Các Hợp Chất Hữu Cơ

Hợp chất hữu cơ là gì?

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon trừ các hợp chất muối cacbonat, các hợp chất xyanua và hợp chất đơn giản như CO, CO2. 

Đặc điểm của hợp chất hữu cơ cần lưu ý 

Cấu trúc phân tử hợp chất cơ: Phải có thành phần cacbon trong hợp chất, thường có hiđro. Ngoài ra cấu trúc của hợp chất hữu cơ còn có thể có oxi và nitơ, sau đó đến các halogen, lưu huỳnh, photpho…Liên kết hoá học chủ yếu là cộng hoá trị.Có tính vật lý: dễ bay hơi, kém bền với nhiệt, do vậy mà dễ cháy hơn các hợp chất vô cơ.Các phản ứng hữu cơ thường diễn ra chậm, không hoàn toàn và không theo một hướng nhất định. Số lượng các hợp chất hữu cơ rất đa dạng, khoảng 10 triệu chất trong khi các chất vô cơ chỉ có khoảng 100.000 chất.

Phân loại hợp chất hữu cơ

Hợp chất hữu cơ bao gồm Hidrocacbon và dẫn xuất Hidrocacbon. Cụ thể như sau: 

Hidrocacbon được phân làm 3 loại là 

Hidrocacbon no: chỉ có liên kết đơn

Hiđrocacbon không no: có cả liên kết đơn và các liên kết đôi, ba

Hiđrocacbon thơm: trong phân tử có vòng benzen

Dẫn xuất Hidrocacbon gồm có: ancol, phenol, ete, dẫn xuất haloge, andehit – xeton, axit, este,…

Thành phần nguyên tố và công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Công thức phân tử hợp chất hữu cơ bao gồm:

Công thức tổng quát: cho biết thành phần định tính của các nguyên tố trong hợp chất. Chẳng hạn như: CxHyOz cho biết chất hữu cơ đó cho chứa ba nguyên tố C, H và O.Công thức đơn giản nhất: cho biết tỷ lệ về số lượng các nguyên tử trong phân tử. Chẳng hạn như: CH2O nghĩa là trong phân tử, tỉ lệ C : H : O = 1: 2 :1.

Article post on: edu.dinhthienbao.com

Công thức phân tử: cho biết số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử. Chẳng hạn như: Với CTĐGN là CH2O thì CTPT là (CH2O)n khi n = 2 ta có C2H4O2. 

Để xác định được công thức phân tử hợp chất hữu cơ, cần biết thành phần các nguyên tố và khối lượng mol phân tử của nó. Cụ thể như sau:

Phân tích định tính và định lượng các nguyên tố bằng sơ đồ sau:

Cách tìm công thức phân tử của hợp chất hữu cơ tổng quát

Source: edu.dinhthienbao.com

Cách tính công thức phân tử hợp chất hữu cơ đơn giản nhất

Xác định khối lượng mol phân tử:

Dựa vào tỉ khối so với không khí hoặc so với H2: MA = 29.dA/KK hoặc MA = 2.dA/H2

Với các các chất khó hoặc không bay hơi, xác định bằng phương pháp nghiệm lạnh hay nghiệm sôi

Cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ

Công thức cấu tạo 

Công thức cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ được thể hiện dưới 3 dạng: khai triển, thu gọn và thu gọn nhất. Từng dạng được thể hiện cụ thể với ví dụ dưới đây:

Via @: edu.dinhthienbao.com

Công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ

Thuyết cấu tạo hoá học 

Thuyết cấu tạo học của hợp chất hữu cơ có nội dung cụ thể như sau:

Trong phân tử chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hoá trị và theo một thứ tự nhất định. Thứ tự liên kết đó được gọi là cấu tạo hoá học. Sự thay đổi thứ tự tự liên kết đó sẽ tạo ra chất mới.Trong phân tử chất hữu cơ, cacbon có hoá trị 4. Những nguyên tử cacbon kết hợp với các nguyên tử của các nguyên tố và kết hợp trực tiếp với nhau tạo thành những mạch cacbon khác nhau (mạch thẳng, nhánh hoặc vòng).Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất và số lượng các nguyên tử) và cấu tạo hoá học (thứ tự liên kết của các nguyên tử).

Đồng đẳng và đồng phân

Đồng đẳng tức là các chất có tính chất hoá học tương tự nhau nhưng hơn kém nhau một hoặc nhiều nhóm -CH2. Chẳng hạn như: metan CH4, etan C2H6, propan C3H8 là các chất đồng đẳng của nhau.

Đồng phân tức là các chất có cùng công thức phân tử nhưng khác về cấu tạo hoá học. Chẳng hạn như: cùng công thức là C2H6O, nhưng chất hữu cơ này lại có 2 công thức cấu tạo là: CH3 – CH2 – OH (ancol etylic) và CH3 – O – CH3 (đimetyl ete). Các bạn nên ghi nhớ càng nhiều cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ đồng phân càng tốt, giúp dễ phân biệt và làm bài tập trôi chảy hơn.

Liên kết hoá học trong hợp chất hữu cơ và phản ứng hóa hữu cơ

Các chất hữu cơ có thể có các liên kết đơn, liên kết đôi hay liên kết ba. Ngoài ra còn có liên kết hidro. Nhưng đây là dạng liên kết yếu, tạo nên giữa nguyên tử hiđro linh động và nguyên tử có độ âm điện cao, ảnh hưởng lớn đến độ tan trong nước, đến nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của nhiều chất.

Phản ứng của các hợp chất hữu cơ bao gồm phản ứng thế, phản ứng cộng và phản ứng tách. Tuy nhiên, đặc điểm chung của các phản ứng này là diễn ra chậm, theo nhiều hướng và dinh ra nhiều sản phẩm khác nhau.

Lời kết,

Trên đây là một số thông tin về Công thức phân tử hợp chất hữu cơ mà kiemvuongchimong.vn chúng tôi muốn chia sẻ đến các bạn. Hy vọng bài viết bổ ích đã giúp các bạn luyện tập hợp chất hữu cơ đã học và có thêm một số khám phá mới mẻ. Chúc các bạn đạt kết quả học tập thật tốt!

Article post on: edu.dinhthienbao.com

Bạn đang đọc bài viết từ chuyên mục Hóa học tại website https://edu.dinhthienbao.com.