Bài 22: Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ

I. Công thức cấu tạo

- 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.

- Các loại công thức cấu tạo

II. Thuyết cấu tạo hoá học

- 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 thứ tự liên kết đó, tức là thay đổi cấu tạo hóa học, sẽ ra hợp chất khác.

- Trong phân tử hợp chất hữu cơ, cacbon có hóa trị bốn. Nguyên tử các bon không những có thể liên kết với nguyên tử của nguyên tố khác mà còn liên kết với nhau tạo thành mạch cacbon ( mạch vòng, mạch không vòng, mạch nhánh, mạch không nhánh).

- 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).

III. Đồng đẳng, đồng phân

1. Đồng đẳng

- Khái niệm: 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: C₂H₄, C₃H₆, C₄H₈,… C_nH_2n

2. Đồng phân

- Khái niệm: Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử là những chất đồng phân.

- Phân loại: đồng phân lập thể và đồng phân cấu tạo.

- Ví dụ: Ancol etylic (CH₃ – CH₂ – OH) và đimetyl ete (CH₃ – O – CH₃)

IV. Liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ

- Liên kết đơn (liên kết δ) do một cặp electron dùng chung tạo nên và được biểu diễn bằng một gạch nối giữa hai nguyên tử. Liên kết δ là liên kết bền

- Liên kết đôi do 2 cặp eletron chung giữa hai nguyên tử tạo nên. Liên kết đôi gồm một liên kết δ và một liên kết π.

- Liên kết ba do 3 cặp electron chung giữa hai nguyên tử tạo nên. Liên kết ba gồm một liên kết δ và hai liên kết π.

Bài 1 (Trang 101- SGK)

Phát biểu nội dung cơ bản của thuyết cấu tạo hoá học.

Trả lời

- Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị và theo một trật tự nhất định. Thứ tự liên kết đó gọi là liên kết hóa học. Sự thay dổi thứ tự liên kết đó , tức là thay đổi cấu tạo hóa học , sẽ ra hợp chất khác.

-Trong phân tử hợp chất hữu cơ, cacbon hóa trị 4. Nguyên tử cacbon không những liên kết với nguyên tử các nguyên tố khác mà còn liên kết nhau tạo thành mạch cacbon ( mạch vòng, mạch không vòng, mạch nhánh , mạch không nhánh)

-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).

Bài 2 (Trang 101- SGK)

So sánh ý nghĩa của công thức phân tử và công thức cấu tạo. Cho thí dụ minh hoạ.

-Giống: Đều cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử

-Khác: Công thức phân tử không biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết giữa các nguyên tử, trong khi công thức cấu tạo nói lên rõ điều này.

Bài 3 (Trang 101 – SGK)

Thế nào là liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba ?

Lời giải

- Liên kết đơn \[(\sigma )\] là liên kết do một cặp electron chung tạo nên

- Liên kết đôi \[(1\pi ;1\sigma )\] là liên kết do hai cặp electron chung tạo nên

- Liên kết ba  \[(2\pi ;1\sigma )\] là liên kết do ba cặp electron chung tạo nên.

.Bài 4 (Trang 101- SGK)

Chất nào sau đây trong phân tử chỉ có liên kết đơn ?

A. CH₄

B. C₂H₄

C. C₆H₆

D. CH₃COOH

Lời giải:

Chọn A

Bài 5 (Trang 101 – SGk)

Những chất nào sau đây là đồng đẳng của nhau, đồng phân của nhau ?

Lời giải:

Những chất là đồng đẳng của nhau :

a, d và e ;              a, d và g ;          b, d và e ;

b, d và g ;              i và h ;               c và h.

Những chất là đồng phân của nhau ;

a với b ;            e với g ;            c với i.

Bài 6 (Trang 102 – SGK)

Viết công thức cấu tạo có thể có của các chất có công thức phân tử như sau: C₂H₆O, C₃H₆O, C₄H₁₀.

Lời giải:

Viết CTCT ứng với CTPT:

C₂H₆O:     CH₃-CH₂-OH;        CH₃ - O -CH₃

C₃H₆0:     CH₃-CH₂-CHO;      CH₂ = CH -CH₂-OH;        CH₂ = CH - O - CH_3;

C₄H₁₀:     CH₃-CH₂-CH₂-CH₃;    

Bài 7 (Trang 102 – SGk)

Lời giải

(I); (III) và (IV) là cùng một chất. Đều có công thức là CH₃CH₂OH. (II) và (V) là cùng một chất, đều có công thức là CH₂Cl₂

Bài 8 (Trang 102 – SGK)

Khi cho 5,30 gam hỗn hợp gồm etanol C₂H₅OH và propan-1-ol CH₃CH₂CH₂OH tác dụng với natri (dư) thu được 1,12 lít khí (đktc)

a. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

b. Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp.

Lời giải

\[{{n}_{{{H}_{2}}}}=\frac{1,12}{22,4}=0,05\,(mol)\]

a) 2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂↑     (1)

   2CH₃-CH₂-СН₂-ОН + 2Na → 2CH₃-CH₂-СН₂-ONa + H₂↑     (2)

b) Gọi số mol của etanol là x của propan-1-ol là y (mol)

Theo (1) và (2) ta có hệ phương trình:

%C₂H₅OH = (0,05.46 / 5,3). 100% = 43,3%

%C₃H₇OH = 100% - 43,3% = 56,6%

Bài viết gợi ý: