Cách viết công thức cấu tạo thu gọn nhất
|
Show
Lý thuyết cần nhớ Quảng cáo - 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 hidrocacbon không no, mạch hở chứa 1 nối đôi C=C trong phân tử, có công thức chung là CnH2n (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 hidrocacbon mạch hở, chứa một nối ba C ≡ C trong phân tử, có công thức chung CnH2n-2 (n ≥ 3). - Hidrocacbon thơm (aren) là loại hidrocacbon trong công thức phân tử có một hay nhiều nhân bezen, đại diện cho dãy đồng đẳng aren là phân tử benzen có công thức tổng quát CnH2n-6 (n ≥ 6). Phương pháp chung: Quảng cáo Bước 1: Tính độ bất bão hòa (số liên kết và 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 trường hợp kém bền hoặc không tồn tại của nhóm chức (ví dụ nhóm –OH không bền và sẽ bị chuyển vị khi gắn với 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. ♦ Xác định độ bất bão hõa của hợp chất hữu cơ CxHyOzNtXv theo công thức: Chú ý: -Công thức tính ở trên chỉ áp dụng cho hợp chất cộng hóa trị. -Các nguyên tố hóa trị II như oxi, lưu huỳnh không ảnh hưởng tới độ bất bão hòa. Bài 1: Hợp chất C5H10 có bao nhiêu đồng phân cấu tạo của anken? Hướng dẫn: Quảng cáo Vì C5H10 là anken nên C5H10 là mạch hở, có 1 liên kết pi. Có 5 đồng phân anken của C5H10 CH3-CH2-CH2-CH=CH2 CH3-CH2-CH=CH-CH3 CH3-CH2-C(CH3)=CH2 CH3-CH=C(CH3)-CH3 CH3-CH(CH3)-CH=CH2 Bài 2: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo có công thức phân tử C6H14? Hướng dẫn: ⇒ Ankan ⇒ Chỉ có liên kết đơn Vậy C6H14 chỉ có 5 đồng phân cấu tạo. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3 CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-CH3 CH3-C(CH3)2-CH2-CH3 Bài 3: Có bao nhiêu đồng phân ứng với công thức phân tử C4H10 Hướng dẫn: ⇒ Ankan ⇒ Chỉ có liên kết đơn Vậy C4H10 có 2 đồng phân. CH3-CH2-CH2-CH3 CH3-CH(CH3)-CH3 Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 9 có đáp án, hay khác: Xem thêm các loạt bài Để học tốt Hóa học 9 hay khác:
CÔNG THỨC CẤU HỢP CHẤT HỮU CƠ A. LÝ THUYẾT CẦN NHỚ 1. Nội dung của thuyết cấu tạo hóa học Ngay từ năm 18611861, Bút-lê-rốp đã đưa ra khái niệm cấu tạo hóa học và thuyết cấu tạo hóa học gồm những luận điểm chính sau: - Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị và theo một thứ tự nhất định. Thứ tự liên kết đó được gọi là cấu tạo hóa học. Sự thay đổi thứ tự liên kết đó, tức là thay đổi cấu tạo hóa học, sẽ tạo ra hợp chất khác. VD: Công thức phân tử C2H6O có hai công thức cấu tạo (thứ tự liên kết khác nhau) ứng với 2 hợp chất sau: 1. H3C−O−CH3 : đimetyl ete, chất khí, không tác dụng với Na. 2. H3C−CH2−O−H: ancol etylic, chất lỏng, tác dụng với Na giải phóng hiđro. - Trong phân tử hợp chất hữu cơ, cacbon có hóa trị 4. Nguyên tử cacbon không những có thể liên kết với nguyên tử các nguyên tố khác mà còn liên kết với nhau thành mạch cacbon - 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 nguyên tử). VD: - Phụ thuộc thành phần phân tử: CH4 là chất khí dễ cháy, CCl4 là chất lỏng không cháy; CH3Cl là chất khí không có tác dụng gây mê, còn CHCl3 là chất lỏng có tác dụng gây mê. - Phụ thuộc cấu tạo hóa học: CH3CH2OH và CH3OCH3khác nhau cả về tính chất hóa học. 2. Đồng đẳng, đồng phân a) Đồng đẳng Các hiđrocacbon trong dãy: CH4,C2H6,C3H8,C4H10,C5H12,...,CnH2n+2 chất sau hơn chất trước một nhóm CH2 nhưng đều có tính chất hóa học tương tự nhau. Các ancol trongdãy: CH3OH,C2H5OH,C3H7OH,C4H9OH,...,CnH2n+1OH cũng có thành phần hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH2 nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau. * 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. * Giải thích: Mặc dù các chất trong cùng dãy đồng đẳng có công thức phân tử khác nhau một hay nhiều nhóm CH2 nhưng do chúng có cấu tạo hóa học tương tự nhau nên có tính chất hóa học tương tự nhau. b) Đồng phân Etanol và đimetyl ete là hai chất khác nhau (có tính chất khác nhau ) nhưng có cùng công thức phân tử là C2H6O. Metyl axetat (CH3COOCH3), etyl fomiat (HCOOC2H5) và axit propionic (CH3CH2COOH là ba chất khác nhau nhưng có công thức phân tử là C3H6O2. * Khái niệm: Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử là những chất đồng phân. Xem thêm: Chứng Minh Định Lý Bằng Phương Pháp Chứng Minh Phản Chứng Minh Phản Chứng
Phần hoá hữu cơ luôn là phần gây khó khăn nhất cho các em trong việc hiểu và ghi nhớ kiến thức. Vì thế Kiến Guru đã biên soạn bài Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ một cách đầy đủ, dễ nhớ nhất về hiđrocacbon để hỗ trợ các em. Đang xem: Cách viết công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ I. Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ: Đại cương hoá hữu cơ1. Đặc điểm, phân loại:– Định nghĩa: Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon trừ các hợp chất đơn giản như CO, CO2, các muối cacbonat, các hợp chất xianua. – Đặc điểm: + Phải có cacbon, thường có hiđro, hay gặp oxi và nitơ, sau đó đến các halogen, lưu huỳnh, photpho… + Liên kết hoá học chủ yếu: cộng hoá trị. + Dễ bay hơi, kém bền nhiệt, dễ cháy hơn các hợp chất vô cơ. + Các phản ứng thường diễn ra chậm và không hoàn toàn, không theo một hướng nhất định. + Số lượng các hợp chất hữu cơ khoảng 10 triệu chất, so với các chất vô cơ chỉ có khoảng 100.000 chất. – Phân loại: + Hiđrocacbon: hiđrocacbon 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 hiđrocacbon: ancol, phenol, ete dẫn xuất halogen anđehit – xeton axit, este,… – Thành phần nguyên tố và công thức phân tử: + Công thức tổng quát (CTTQ): cho biết thành phần định tính các nguyên tố. Ví dụ: CxHyOz cho biết chất hữu cơ đó cho chứa ba nguyên tố C, H và O. + Công thức đơn giản nhất (CTĐGN): cho biết tỷ lệ về số lượng các nguyên tử trong phân tử. Ví dụ: CH2O nghĩa là trong phân tử, tỉ lệ C : H : O = 1: 2 :1. + Công thức phân tử (CTPT): cho biết số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử. Ví dụ: Với CTĐGN là CH2O thì CTPT là (CH2O)n khi n = 2 ta có C2H4O2. Để xác định được công thức phân tử cần biết thành phần các nguyên tố và khối lượng mol phân tử của nó. – Phân tích định tính và định lượng các nguyên tố: Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ – Xác định khối lượng mol phân tử: + Dựa vào tỉ khối so với không khí hoặc so với H2: READ: Giải Bài 1 Trang 11 Sgk Hóa 9 : Một Số Oxit Quan Trọng (Tiếp) MA = 29.dA/KK hoặcMA = 2.dA/H2 + Các chất khó, hoặc không bay hơi: xác định bằng phương pháp nghiệm lạnh hay nghiệm sôi. 2. Cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ– Công thức cấu tạo: Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ – Thuyết cấu tạo hoá học: + 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). 3. Đồng đẳng và đồng phân– Đồng đẳng: các chất có tính chất hoá học tương tự nhau nhưng hơn kém nhau một hoặc nhiều nhóm -CH2. Ví dụ: metan CH4, etan C2H6, propan C3H8 là các chất đồng đẳng của nhau. – Đồng phân: các chất có cùng công thức phân tử nhưng khác về cấu tạo hoá học. Ví dụ: Cùng công thức là C2H6O, có 2 công thức cấu tạo là: CH3 – CH2 – OH (ancol etylic) và CH3 – O – CH3 (đimetyl ete). 4. Liên kết hoá học trong hợp chất hữu cơ– Các chất hữu cơ có thể có các liên kết đơn, liên kết đôi hay liên kết ba. – Liên kết hiđro là loại liên kết yếu, tạo nên giữa nguyên tử hiđro linh động và nguyên tử có độ âm điện cao. Loại liên kết này ảnh hưởng lớn đến độ tan trong nước, đến nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của nhiều chất. 5. Phản ứng hoá hữu cơ:II. Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ: HiđrocacbonHiđrocacbon là những hợp chất hữu cơ gồm hai nguyên tố là cacbon và hiđro. 1. Ankan:– Dãy đồng đẳng ankan (parafin): Công thức tổng quát: CnH2n + 2 ( n ≥ 1). Ví dụ: CH4, C2H6, C3H8, …. – Đồng phân: chỉ có đồng phân mạch C (mạch thẳng, mạch nhánh). Cách viết đồng phân: + Viết mạch C thẳng. Ta được 1 đồng phân mạch thẳng. + Giảm 1 C làm nhánh, xét tính đối xứng để gắn C vào nhánh. Khi số C làm nhánh bằng số C mạch chính thì dừng. + Điền H để có đồng phân hoàn chỉnh. – Công thức tính nhanh: 3 – Gọi tên: + Chọn mạch chính: là mạch dài nhất, nhiều nhánh nhất. + Đánh số: từ phía C gần nhánh nhất. + Tên: Số chỉ vị trí nhánh – Tên nhánh + Tên mạch chính + an. Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ – Tính chất vật lí: + Nhẹ hơn nước, hầu như không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ. + C1 → C4 là khí, các ankan tiếp theo là lỏng, C18 trở đi là rắn. – Đặc điểm: Chỉ gồm các liên kết đơn. – Tính chất hoá học: + Phản ứng đặc trưng của ankan là phản ứng thế. Nguyên tử C trong ankan bị thay thế bởi nguyên tố halogen khi chiếu sáng hoặc đun nóng và ưu tiên thế vào H ở C bậc cao. + Phản ứng tách: Dưới nhiệt độ và xúc tác thích hợp, ankan có phân tử khối nhỏ bị tách thành các anken tương ứng. Xem thêm: Công Thức Pha Mực Xăm Chi Tiết Từ Kinh Nghiệm Của Chuyên Gia + Phản ứng đốt cháy: + Trong công nghiệp: chưng cất phân đoạn dầu mỏ, ta thu được ankan. – Ứng dụng: Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ 2. Anken:– Dãy đồng đẳng anken (olefin): Công thức tổng quát CnH2n ( n ≥ 2). – Đồng phân: Anken có đồng phân cấu tạo (mạch C và vị trí nối đôi) và đồng phân hình học. + Đồng phân cấu tạo: Cách viết đồng phân: Viết mạch C thẳng. Xét tính đối xứng để đặt liên kết đôi. Ta được các đồng phân mạch thẳng. Giảm 1 C làm nhánh, xét tính đối xứng để gắn C nhánh và nối đôi, kiểm tra hoá trị C. Khi số C làm nhánh bằng số C mạch chính thì dừng. Điền H để có đồng phân hoàn chỉnh. Khi 2 nhóm thế của nguyên tử C mang nối đôi khác nhau thì sẽ xuất hiện đồng phân hình học. Nếu các nhóm thế ( -CH3, -C2H5, -Cl,…) có phân tử khối lớn hơn nằm về cùng một phía với nối đôi sẽ là dạng cis, khác phía là dạng trans. – Danh pháp: + Chọn mạch chính: là mạch dài nhất, chứa nối đôi, nhiều nhánh nhất. + Đánh số: từ phía gần nối đôi nhất. + Tên: Số chỉ vị trí nhánh – Tên nhánh + Tên mạch chính – số chỉ vị trí nối đôi – en. Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ – Đặc điểm cấu tạo: Phân tử có một liên kết đôi, trong đó có một liên kết π và một liên kết σ. – Tính chất vật lí: + Nhẹ hơn nước, không tan trong nước. + C2 → C4 là khí, C5 trở đi là lỏng hoặc rắn. + Khi M tăng, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng tăng dần. – Tính chất hoá học của anken: + Phản ứng đặc là phản ứng cộng (vì có liên kết π kém bền, dễ bị phá huỷ): Anken cộng H2 sinh ra ankan tương ứng; cộng với halogen hay hợp chất halogen sinh ra dẫn xuất halogen; cộng với nước sinh ra ancol tương ứng. Quy tắc Macconhicop: Khi cộng hợp chất không đối xứng HX (HCl, HBr, H2O), H ưu tiên gắn vào C bậc thấp, còn X ưu tiên gắn vào C bậc cao. + Phản ứng trùng hợp: – Điều chế: – Ứng dụng: Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ Ankađien – Ankađien là hiddrocacbon mạch hở, trong phân tử có 2 nối đôi. READ: Quá Trình Oxi Hóa Khử Và Phương Pháp, Phản Ứng Oxi Hóa – Công thức tổng quát: CnH2n – 2 (n ≥ 3) – Phân loại: Ankađien có 2 nối đôi liên tiếp nhau, ankađien có 2 nối đôi cách một nối đơn (ankađien liên hợp, ứng dụng nhiều nhất), ankađien có 2 nối đôi cách nhau nhiều nối đôi…. – Tính chất hoá học: Ankađien có tính chất hoá học tương tự anken. 4. Ankin:Ankin là những hiđrocacbon mạch hở, trong phân tử chứa một nối ba. – Công thức tổng quát: CnH2n – 2 , ( n ≥ 2). – Đồng phân: Ankin có đồng phân mạch C và đồng phân vị trí nối ba, không có đồng phân hình học. Cách viết đồng phân: + Viết mạch C thẳng. Xét tính đối xứng của mạch C để đặt liên kết ba. Ta được đồng phân mạch thẳng. + Giảm 1 C làm nhánh, xét tính đối xứng để gắn C nhánh và nối ba, kiểm tra hoá trị C. Khi số C làm nhánh bằng số C mạch chính thì dừng. + Điền H để có đồng phân hoàn chỉnh. – Danh pháp: Gọi tên: + Chọn mạch chính: là mạch dài nhất, chứa nối ba, nhiều nhánh nhất. + Đánh số: từ phía gần nối ba nhất. + Tên: Số chỉ vị trí nhánh – Tên nhánh + Tên mạch chính – số chỉ vị trí nối ba – in. Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ – Tên thông thường: – Tính chất hoá học: Ankin tham gia phản ứng cộng, trùng hợp và các ank-1-in tham gia phản ứng thế. – Ứng dụng: Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ 5. Dãy đồng đẳng benzen– Đồng đẳng benzen là những hiđrocacbon thơm, trong phân tử chứa một vòng benzen. – CTTQ: CnH2n-6 (n ≥ 6). – Công thức tính đồng phân: – Viết đồng phân: Đồng đẳng benzen có đồng phân về vị trí nhóm ankyl trên vòng và cấu tạo mạch C của nhánh. + Vòng benzen là mạch chính. + 6 vị trí C trên vòng chính là 6 vị trí để gắn nhánh. + Nếu số C của nhánh từ 3 trở lên sẽ có đồng phân cấu tạo mạch C của nhánh. – Tên gọi: Tên nhóm ankyl + benzen. + Đánh số sao cho chỉ số nhánh nhỏ nhất. + Nếu 2 nhóm thế ở vị trí 1,2 với nhau, ta gọi là ortho- (o-). + Nếu 2 nhóm thế ở vị trí 1,3 với nhau, ta gọi là meta- (m-). + Nếu 2 nhóm thế ở vị trí 1,4 với nhau, ta gọi là para- (p-). Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ – Đặc điểm cấu tạo: Vòng benzen rất bền vững vì có 3 liên kết đơn xen kẽ 3 liên kết đôi. Xem thêm: Một Số Phương Pháp Cân Bằng Phản Ứng Oxi Hóa Khử Và Phương Pháp Cân Bằng – Tính chất hoá học: – Ứng dụng: Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ Mong rằng với phần Tổng hợp lý thuyết hoá hữu cơ về hiđrocacbon trên đây sẽ giúp các em nắm vững kiến thức hoá hữu cơ và chuẩn bị tốt để học những chương tiếp theo. Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Hóa học |
