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:
Axetilen
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.
* 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.
1. Hợp chất hữu cơ là hợp chất của các cacbon [trừ CO, CO2], muối cacbonat xianua, cacbua,...]
2. Hợp chất hữu cơ được chia thành hiđrocacbon và dần xuất hiđrocacbon.
3. Liên kết hoá học trong phân tử hợp chất hữu cơ thường là liên kết cộng hoá trị.
4. Phân tích nguyên tố [phân tích định tính và phân tích định lượng].
5. Các loại công thức biểu diễn phân tử hợp chất hữu cơ [Công thức đơn giản nhất, công thức phân tử và cách thiết lập].
6. Cấu trúc phân tử chất hữu cơ [thuyết cấu tạo hoá học, đồng đẳng, đồng phân].
7. Phản ứng hữu cơ.
I. CÔNG THỨC CẤU TẠO
1. Khái niệm
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 công thức cấu tạo
- Công thức cấu tạo khai triển
- Công thức cấu tạo thu gọn
II. THUYẾT CẤU TẠO HÓA HỌC
1. 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 gọi là cấu tạo hóa học. Sự thay đổi liên kết đó sẽ tạo ra chất mới
Ví dụ: Công thức phân tử C2H6O có hai công thức cấu tạo [thứ tự liên kết khác nhau] ứng với 2 hợp chất sau:
H3C−O−CH3: đimetyl ete, chất khí, không tác dụng với Na.
H3C−CH2−O−H: ancol etylic, chất lỏng, tác dụng với Na giải phóng hiđro.
2. Trong phân tử hợp chất hữu cơ, C có hóa trị 4. Nguyên tử C không chỉ liên kết được với nguyên tử nguyên tố khác mà còn liên kết với nhau tạo thành mạch cacbon
3. Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử và cấu tạo hóa học
Ví dụ:
- 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 CH3OCH3 khác nhau cả về tính chất hóa học.
III. ĐỒNG ĐẲNG, ĐỒNG PHÂN
1. Đồng đẳng
Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH2 nhưng có tính chất hoá học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp thành dãy đồng đẳng.
Ví dụ: CH4, C2H6, C3H8, C4H10, C5H12, ..., CnH2n+2, chất sau hơn chất trước 1 nhóm CH2 nhưng đều có tính chất hoá học tương tự nhau.
2. Đồng phân
- Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử là những chất đồng phân.
- Đồng phân cấu tạo là những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng có cấu tạo hoá học khác nhau.
+ Đồng phân cấu tạo bao gồm: đồng phân nhóm chức; đồng phân mạch cacbon; đồng phân vị trí nhóm chức.
- Đồng phân lập thể là những đồng phân có cấu tạo hoá học như nhau [cùng công thức cấu tạo] nhưng khác nhau về sự phân bố trong không gian của các nguyên tử trong phân tử [tức khác nhau về cấu trúc không gian của phân tử].
IV. LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TRÚC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
a] Liên kết δ tạo thành do xen phủ trục nối 2 hạt nhân nguyên tử.
b] Liên kết π tạo thành do xen phủ bên trục nối 2 hạt nhân nguyên tử.
Sơ đồ tư duy: Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ
Loigiaihay.com
Qua những bài học trước, các em đã biết, đối với hợp chất hữu cơ tuy cùng công thức phân tử nhưng nếu có công thức cấu tạo khác nhau có thể dẫn tới tính chất hóa học khác nhau.
Bài viết này, chúng ta cùng ôn lại các khái niệm về hợp chất hữu cơ, các loại hợp chất và các loại phản ứng của hợp chất hữu cơ. Đồng thời, rèn kỹ năng tìm và lập công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ qua các bài tập.
I. Tóm tắt lý thuyết về công thức phân tử, công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ
Bạn đang xem: Bài tập luyện tập tìm Công thức phân tử, Công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ – Hóa 11 bài 24
1. Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon trừ CO, CO2, muối cacbonat, cacbua, xianua,…
2. Hợp chất hữu cơ chia thành hi đro cacbon và dẫn xuất của hi đro cacbon.
3. Liên kết hóa học trong phân tử hợp chất hữu cơ thường là liên kết cộng hóa trị.
4. Các loại công thức biểu diễn phân tử hợp chất hữu cơ: công thức cấu tạo, công thức phân tử, công thức đơn giản nhất.
5. Các loại phản ứng hay gặp trong hóa học hữu cơ là phản ứng thế, phản ứng cộng và phản ứng tách.
6. Đồng đẳng, đồng phân
| Công thức phân tử | Công thức cấu tạo | Tính chất | |
| Chất đồng đẳng | Khác nhau một hay nhiều nhóm CH2 | Tương tự nhau | Tương tự nhau |
| Chất đồng phân | Giống nhau | Khác nhau | Khác nhau |
II. Bài tập tìm công thức phân tử công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ
* Bài 1 trang 107 SGK Hóa 11: Chất nào sau đây là hiđrocacbon? Là dẫn xuất của hiđrocacbon?
a] CH2O; b] C2H5Br; c] CH2O2; d] C6H5Br; e] C6H6; g] CH3COOH.
° Lời giải bài 1 trang 107 SGK Hóa 11:
– Hidrocacbon là: e].
– Dẫn xuất của hi đro cacbon là các chất còn lại: a]; b]; c]; d]; g].
* Bài 2 trang 107 SGK Hóa 11: Từ ơgenol [trong tinh dầu hương nhu] điều chế được metylơgenol [M = 178 g/mol] là chất dẫn dụ côn trùng. Kết quả phân tích nguyên tố của metylơgenol cho thấy: %C = 74,16%; %H = 7,86%, còn lại là oxi. Lập công thức đơn giản nhất, công thức phân tử của metylơgenol.
° Lời giải bài 2 trang 107 SGK Hóa 11:
– Gọi công thức phân tử của metylơgenol là CxHyOz [x,y,z nguyên dương]
– Theo bài ra, ta có:
%O = 100% – %C – %H = 100% – 74,16% – 7,86% = 17,98%
– Nên có: x:y:z = [%C:12] : [%H:1] : [%O:16]
⇒ x:y:z = 11:14:2
⇒ Công thức đơn giản nhất là: C11H14O2
⇒ Ta có công thức phân tử là: [C11H14O2]n
– Mặt khác, theo bài ra thì:
M[C11H14O2]n = 178n = 178 ⇒ n=1
⇒ Công thứ phân tử là C11H14O2
* Bài 3 trang 107 SGK Hóa 11: Viết công thức cấu tạo của các chất có công thức phân tử sau : CH2Cl2 [một chất], C2H4O2[ba chất], C2H4Cl2 [hai chất].
° Lời giải bài 3 trang 107 SGK Hóa 11:
• CTCT của các chất :
CH2Cl2 : Сl-СН2 -Cl
C2H4O2 : CH3-COOH; HO-CH2-CHO; H-COO-CH3;
C2H4Cl2 : CH3-CHCl2; Сl-СН2-CH2-Cl;
* Bài 4 trang 107 SGK Hóa 11: Chất X có công thức phân tử C6H10O4. Công thức nào sau đây là công thức đơn giản nhất của X ?
A. C3H5O2 B. C6H10O4 C. C3H10O2 D. C12H20O8
° Lời giải bài 4 trang 107 SGK Hóa 11:
• Chọn đáp án: A. C3H5O2
– Vì C6H10O4 còn có thể viết [C3H5O2]2
* Bài 5 trang 107 SGK Hóa 11: Hãy viết công thức cấu tạo có thể có của các đồng đẳng của ancol etylic có công thức phân tử C3H8O và C4H10O.
° Lời giải bài 5 trang 107 SGK Hóa 11:
• Công thức cấu tạo của C3H8O:
CH3-CH2-CH2-OH ; CH3 -CH[CH3]-OH.
• Công thức cấu tạo của C4H10O:
CH3-CH2-CH2-CH2-OH; CH3-CH[OH]-CH2-CH3;
CH3-CH[CH3]-CH2-ОН; CH3-C[CH3]2OH.
* Bài 6 trang 107 SGK Hóa 11: Cho các chất sau: C3H7-OH, C4H9-OH, CH3-O-C2H5, C2H5-O-C2H5. Những cặp chất nào có thể là đồng đẳng hoặc đổng phân của nhau?
° Lời giải bài 6 trang 107 SGK Hóa 11:
– Gọi C3H7-OH [I], C4H9-OH [II], CH3-O-C2H5 [III], C2H5-O-C2H5 [IV]
• Các chất đồng đẳng của nhau:
[I] và [II] đồng đẳng với ancol etylic
[III] và [IV] cùng là ete no đơn chức
• Các chất đồng phân của nhau:
[I] và [III] cùng có công thức phân tử là C3H8O
[II] và [IV] cùng có công thức phân tử C4H10O
[Anco no đơn chức có đồng phân khác chức với ete]
* Bài 7 trang 108 SGK Hóa 11: Các phản ứng sau đây thuộc loại phản ứng nào [phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng tách]?
a] C2H6 + Cl2
b] C4H8 + H2O
c] C2H5Cl
d] C2H5OH
° Lời giải bài 7 trang 108 SGK Hóa 11:
– Phản ứng thế: a];
– Phản ứng cộng: b];
– Phản ứng tách: c]; d];
* Bài 8 trang 108 SGK Hóa 11: Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong các trường hợp sau và cho biết các phản ứng đó thuộc loại phản ứng nào [phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng tách].
a] Etilen tác dụng với hiđro có Ni làm xúc tác và đun nóng.
b] Đun nóng axetilen ở 600oC với bột than làm xúc tác thu được benzen.
c] Dung dịch ancol etylic để lâu ngoài không khí chuyển thành dung dịch axit axetic [giấm ăn].
° Lời giải bài 8 trang 108 SGK Hóa 11:
a] CH2=CH2 + H2
Là phản ứng cộng.
b] 3CH≡CH
Là phản ứng cộng
c] CH3-CH2-OH + O2 → CH3COOH + H2O
Là phản ứng oxi hóa.
Hy vọng với phần Bài tập luyện tập tìm Công thức phân tử, Công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ ở trên hữu ích cho các em, mọi thắc mắc và góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết. Chúc các em học tốt!
Đăng bởi: THPT Sóc Trăng
Chuyên mục: Giáo Dục