Công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ
CH3CH2OH và CH3OCH3 đều có chúng công thức phân tử là C2H6O.
Mời các bạn học sinh tham khảo thêm:
Tuy nhiên, thứ tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử ra sao? Tại sao lại có sự khác biệt đó? Bài viết dưới đây sẽ trả lời thắc mắc trên một cách tường tận nhất.
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.
Công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ
* 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.
* Giải thích: Những chất đồng phân tuy có cùng công thức phân tử nhưng có cấu tạo hóa học khác nhau, chẳng hạn etanol có cấu tạo H3C−CH2−O−H, còn đimetyl ete có cấu tạo H3C−O−CH3, vì vậy chúng là những chất khác nhau, có tính chất khác nhau.
3. Các loại công thức cấu tạo
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 nhóm CHx với x đảm bảo hóa trị 4 ở C.
a) Thí dụ
b) Kết luận
Butan−1−ol và đietylete có cùng công thức phân tử C4H10O nhưng 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.
b) Kết luận
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.
B. BÀI TẬP CỦNG CỐ
Bài 1. Hãy viết công thức cấu tạo của các chất có công thức phân tử sau :
CH3Br, CH4O, CH4, C2H6, C2H5Br.
Biết rằng brom có hoá trị I.
Bài 2. Hãy viết công thức cấu tạo dạng mạch vòng ứng với các công thức phân tử sau : C3H6, C4H3, C5H10.
Bài 3. Phân tử hợp chất hữu cơ A có hai nguyên tố. Khi đốt cháy 3 gam chất A thu được 5,4 gam H2O. Hãy xác định công thức phân tử của A, biết khối lượng mol của A là 30 gam.
ĐÁP ÁN
Bài 1.
Bài 2.
Bài 3.
