Giới thiệu về hợp chất hữu cơ
Khái niệm, công thức, đặc điểm cấu tạo & phân loại
Trong tự nhiên và đời sống, ta gặp rất nhiều chất chứa nguyên tố carbon như: đường, tinh bột, dầu mỏ, khí gas, cồn, giấm ăn… Các chất này có cấu tạo và tính chất khá giống nhau và khác hẳn các chất quen thuộc trong hoá học vô cơ. Người ta gọi chúng là hợp chất hữu cơ.
Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.
Một số hợp chất hữu cơ phổ biến: butane (khí gas), ethylic alcohol (cồn), acetic acid (giấm), urea (đạm urê), tinh bột, đường, chất béo, protein…
▸ Cách nhận biết hợp chất hữu cơ hay vô cơ
Dựa vào thành phần nguyên tố: Nếu hợp chất chứa carbon và không thuộc các ngoại lệ trên thì là hợp chất hữu cơ.
| Hợp chất hữu cơ | Hợp chất vô cơ |
|---|---|
| $C_6H_6$, $C_2H_4$, $C_6H_{12}O_6$, $CH_3Cl$, $CH_3OH$, $CH_3COOH$ | $H_2SO_4$, $H_2CO_3$, $CaCO_3$, $KNO_3$, $NaOH$, $Al_2O_3$, $CO_2$ |
▸ Đặc điểm chung khi đốt cháy hợp chất hữu cơ
Hầu hết các hợp chất hữu cơ khi cháy đều sinh ra $CO_2$ và $H_2O$ (nếu chứa H). Đây là cơ sở thực nghiệm đơn giản để phân biệt chất hữu cơ và chất vô cơ — đốt cháy chất đó, nếu thấy sinh $CO_2$ (làm đục nước vôi trong) thì khả năng cao là chất hữu cơ.
• Không phải mọi hợp chất chứa carbon đều là hữu cơ (ví dụ: $CO$, $CO_2$, $CaCO_3$ là vô cơ).
• Không phải chất hữu cơ nào cũng chứa oxygen (ví dụ: $CH_4$, $C_2H_2$, $C_6H_6$ chỉ có C và H).
▸ Công thức phân tử (CTPT)
▸ Công thức cấu tạo (CTCT)
Liên kết được biểu diễn bằng gạch nối giữa hai nguyên tử:
Biểu diễn: một gạch nối ( – )
Biểu diễn: hai gạch nối ( = )
Biểu diễn: ba gạch nối ( ≡ )
CTCT có thể viết ở dạng đầy đủ (vẽ hết các gạch nối) hoặc dạng thu gọn (gộp H vào nguyên tử liên kết với nó).
| CTPT | CTCT đầy đủ | CTCT thu gọn |
|---|---|---|
| $C_2H_6$ | H–C(H)(H)–C(H)(H)–H (mỗi C gắn 3 H) | $CH_3–CH_3$ |
| $C_2H_4$ | H₂C=CH₂ (liên kết đôi C=C) | $CH_2=CH_2$ |
| $C_2H_2$ | H–C≡C–H (liên kết ba C≡C) | $CH≡CH$ |
▸ Ý nghĩa của CTCT
CTCT cho biết đầy đủ hơn CTPT vì nó thể hiện cả thứ tự và cách thức liên kết. Hai chất có cùng CTPT nhưng CTCT khác nhau thì có tính chất khác nhau.
| Đặc điểm | Ethylic alcohol | Dimethyl ether |
|---|---|---|
| CTCT | $CH_3–CH_2–OH$ | $CH_3–O–CH_3$ |
| Trạng thái | Chất lỏng, tan vô hạn trong nước | Chất khí, tan ít trong nước |
| Tác dụng với Na | Có | Không |
▸ 1. Thành phần nguyên tố
Hợp chất hữu cơ nhất thiết phải có carbon, thường có hydrogen, hay gặp oxygen, nitrogen, chlorine, sulfur…
▸ 2. Liên kết hoá học
Hợp chất hữu cơ được tạo chủ yếu từ các nguyên tố phi kim, nên liên kết hoá học chủ yếu là liên kết cộng hoá trị.
▸ 3. Hoá trị các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ
| Nguyên tố | C | H | O | N | Cl, Br |
|---|---|---|---|---|---|
| Hoá trị | IV | I | II | III | I |
▸ 4. Mạch carbon
Các nguyên tử carbon có khả năng liên kết trực tiếp với nhau tạo thành mạch carbon. Mạch carbon có 3 dạng:
không phân nhánh
có phân nhánh
| |
C – C
• Mạch nhánh: $CH_3–CH(CH_3)–CH_3$ (isobutane)
• Mạch vòng: 4 nguyên tử C nối khép kín (cyclobutane)
▸ Hệ quả quan trọng
Do carbon có hoá trị IV và có thể tạo nhiều dạng mạch khác nhau, nên nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau có thể có cùng CTPT nhưng khác CTCT → tính chất khác nhau. Đây là lý do số lượng hợp chất hữu cơ rất lớn.
Dựa trên thành phần nguyên tố, hợp chất hữu cơ chia thành 2 loại:
Ví dụ: $CH_4$, $C_2H_4$, $C_2H_2$, $C_6H_6$, $C_3H_8$.
Ví dụ: $CH_3Cl$, $C_2H_5OH$, $CH_3COOH$, $CH_3NH_2$.
| Tiêu chí | Hydrocarbon | Dẫn xuất hydrocarbon |
|---|---|---|
| Thành phần nguyên tố | Chỉ có C và H | Có C + (O, N, Cl, Br, S…) và thường có H |
| Ví dụ | $CH_4$, $C_2H_6$, $C_2H_4$, $C_6H_6$ | $CH_3OH$, $CH_3COOH$, $C_2H_5Cl$, $CH_3NH_2$ |
• Nếu chỉ có C và H → là hydrocarbon.
• Nếu có thêm O, N, Cl, Br, S… → là dẫn xuất hydrocarbon.
Để xem lý thuyết đầy đủ kèm các công thức tính phần trăm khối lượng, cách lập công thức phân tử từ phần trăm khối lượng/phân tử khối/sản phẩm đốt cháy, tỉ khối hơi, các bảng tổng hợp và phương pháp giải chi tiết từng dạng bài tập, hãy đọc bài viết bên dưới:
Khái niệm, CTPT, CTCT, đặc điểm cấu tạo, phân loại hydrocarbon & dẫn xuất, các dạng bài tập điển hình kèm ví dụ & lời giải chi tiết, sơ đồ tư duy.
Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 22 câu bám sát chương trình SGK!
Cùng luyện bài Hợp chất hữu cơ!
22 câu: 17 trắc nghiệm · 3 đúng/sai · 2 tự luận
Tuyệt vời!
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu