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.
Sau khi làm quen hợp chất hữu cơ là các hợp chất của cacbon, thì cấu tạo phân tử của hợp chất hữu cơ là nội dung tiếp theo mà các em cần nắm vững.
Công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ cho biết điều gì? Trong phân tử của hợp chất hữu cơ các nguyên tử của chúng được liên kết với nhau như thế nào, hóa trị là bao nhiêu? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
I. Cấu tạo phân tử của hợp chất hữu cơ
Bạn đang xem: Cấu tạo phân tử của hợp chất hữu cơ, bài tập áp dụng – hóa 9 bài 35
1. Hóa trị của các nguyên tử trong hợp chất hữu cơ
– Trong các hợp chất hữu cơ cacbon luôn có hóa trị IV, hiđro hóa trị I, oxi hóa trị II.
– Hóa trị được biểu diễn bằng nét gạch nối như sau:
Cacbon:
– Hóa trị của các nguyên tử trong hợp chất hữu cơ được biểu diễn bằng số liên kết của nguyên tử đó với các nguyên tử khác.
2. Liên kết giữa các nguyên tử trong hợp chất hữu cơ, mạch cacbon
– Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử sẽ liên kết với nhau để tạo thành liên kết. Có thể là liên kết giữa 2 nguyên tử C và H, C và O hoặc C và C,…
– Số liên kết tạo thành đối với một nguyên tử luôn bằng với hóa trị của nó.
Ví dụ 1: Xét cấu tạo của phân tử khí metan CH4 như sau:
Ví dụ 2: Xét cấu tạo của phân tử methanol CH3OH như sau:
Ví dụ 3: Xét cấu tạo phân tử khí etan CH3 -CH3 như sau:
– Những nguyên tử cacbon trong phân tử hợp chất hữu cơ có thể liên kết trực tiếp với nhau tạo thành mạch cacbon.
– Có 3 loại mạch cacbon, đó là: mạch thẳng, mạch nhánh và mạch vòng.
II. Công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ
– Công thức biểu diễn đầy đủ liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử gọi là công thức cấu tạo, ví dụ:
Metan:
Rượu Etylic:
– Như vậy, công thức cấu tạo cho biết thành phần của phân tử và trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.
– Nếu thay đổi trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử sẽ tạo ra chất mới như ví dụ, cùng có công thức phân tử là C2H6O nhưng có 2 loại chất khác nhau là rượu etylic [chất lỏng] và đimetyl ete [chất khí].
+ Công thức cấu tạo rượu Etylic:
+ Công thức cấu tạo của đimetyl ete:
III. Bài tập cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ
Bài 2 trang 112 sgk hoá 9: Hãy viết công thức cấu tạo của các chất có công có công thức phân tử sau CH3Br, CH4O, CH4, C2H6, C2H5Br. Biết rằng brom có hóa trị I.
Lời giải bài 2 trang 112 sgk hoá 9:
Bài 4 trang 112 sgk hoá 9: Những công thức cấu tạo nào sau đây biểu diễn cùng một chất?
Lời giải bài 4 trang 112 sgk hoá 9:
– Bài này các em cần để ý liên kết mạch cacbon [và nhóm chức], các em thấy các công thức a, c, d thì 2 nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp, còn b, e 2 nguyên tử cacbon liên kết qua O; Như vậy:
+ Các công thức a], c], d] đều là công thức phân tử của rượu etylic C2H5OH [CH3CH2OH].
+ Các công thức b], e] là công thức phân tử của ete: CH3OCH3.
Bài 5 trang 112 sgk hóa 9: Phân tử hợp chất hữu cơ A, có hai nguyên tố. Khi đốt cháy 3g chất A thu được 5,4g H2O. Hãy xác định công thức phân tử của A, biết khối lượng mol của A là 30g.
Lời giải bài 5 trang 112 sgk hóa 9:
– Gọi CT tổng quát của hợp chất hữu cơ A, có 2 nguyên tố là CxHy
– Phương trình hóa học
4CxHy + [4x + y]O2 → 4xCO2 + 2yH2O [1]
4 mol [4x + y] mol 4x mol 2y mol
0,1 mol 0,3 mol
nA = 3/30 = 0,1 [mol]; nH2O = 5,4/18 = 0,3 [mol]
Từ PTPƯ [1] ta có tỉ lệ: 4/0,1 = 2y/0,3 ⇒ y = 6.
Mặt khác: MA = 12x + y = 30 [2]
Thay y = 6 vào [2] ta có x = 2. Vậy công thức của A là C2H6
Hy vọng với bài viết hệ thống lại kiến thức về cấu tạo phân tử của hợp chất hữu với các bài tập áp dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi thắc mắc các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để được hỗ trợ, nếu thấy hay các em hãy chia sẻ, chúc các em học tốt.
» Mục lục bài viết SGK Hóa 9 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục bài viết SGK Vật lý 9 Lý thuyết và Bài tập
Đăng bởi: THPT Sóc Trăng
Chuyên mục: Giáo Dục