Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- I. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘ BẤT BÃO HÒA
- 1. Độ bất bão hòa là gì?
- 2. Ý nghĩa của độ bất bão hòa
- 3. Phạm vi áp dụng
- II. CÔNG THỨC TÍNH ĐỘ BẤT BÃO HÒA
- 1. Công thức tổng quát
- 2. Công thức cho các trường hợp đặc biệt
- 3. Quy tắc nhớ nhanh
- 4. Ví dụ minh họa chi tiết
- III. Ý NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI THEO k
- 1. Bảng phân loại theo giá trị k
- 2. Các trường hợp thường gặp
- 3. Công thức tổng quát theo k
- IV. ĐỘ BẤT BÃO HÒA CỦA ESTE
- 1. Công thức este
- 2. Ví dụ về este
- 3. Ứng dụng với este
- V. ỨNG DỤNG CỦA ĐỘ BẤT BÃO HÒA
- 1. Xác định công thức phân tử
- 2. Phân loại hợp chất
- 3. Xác định cấu trúc phân tử
- 4. Giải bài tập đốt cháy
- 5. Bài toán este hóa, xà phòng hóa
- VI. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP
- A. Công thức chính theo loại hợp chất
- B. Công thức phân tử theo k (hidrocacbon)
- C. Đóng góp của các nhóm chức vào k
- VII. BÀI TẬP MẪU
- VIII. MẸO VÀ LƯU Ý
- 1. Các sai lầm thường gặp
- 2. Mẹo nhớ công thức
- 3. Kiểm tra kết quả
- IX. KẾT LUẬN
I. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘ BẤT BÃO HÒA
1. Độ bất bão hòa là gì?
Định nghĩa: Độ bất bão hòa (ký hiệu là k hoặc Ω) là đại lượng đặc trưng cho cấu trúc phân tử hữu cơ, cho biết tổng số liên kết π (pi) và số vòng có trong phân tử.
Các đặc điểm:
- Ký hiệu: k (tiếng Anh) hoặc Ω – omega (tiếng Hy Lạp)
- Đơn vị: Không có đơn vị (là số nguyên không âm)
- Giá trị: k = 0, 1, 2, 3, 4,…
- Bản chất: k = số liên kết π + số vòng
Công thức cơ bản: $$\text{k} = \text{số liên kết } \pi + \text{số vòng}$$
2. Ý nghĩa của độ bất bão hòa
Độ bất bão hòa giúp ta hiểu cấu trúc phân tử như thế nào:
| Giá trị k | Ý nghĩa | Ví dụ minh họa |
|---|---|---|
| k = 0 | Chỉ có liên kết đơn (hợp chất no) | CH₄ (metan), C₂H₆ (etan) |
| k = 1 | 1 liên kết đôi HOẶC 1 vòng | C₂H₄ (etilen), C₃H₆ (cyclopropan) |
| k = 2 | 2 liên kết đôi HOẶC 1 liên kết ba HOẶC 1 liên kết đôi + 1 vòng | C₂H₂ (axetilen), C₄H₆ (butadien) |
| k = 3 | Nhiều tổ hợp khác nhau | Các hợp chất phức tạp |
| k = 4 | Vòng benzen (3 liên kết đôi + 1 vòng) | C₆H₆ (benzen) |
Lưu ý quan trọng:
- Liên kết đơn (C-C): không đóng góp vào k
- Liên kết đôi (C=C, C=O): k tăng 1
- Liên kết ba (C≡C): k tăng 2
- Mỗi vòng: k tăng 1
3. Phạm vi áp dụng
Áp dụng được:
- Hợp chất hữu cơ chứa: C, H, O, N, halogen (F, Cl, Br, I)
- Đặc biệt hữu ích cho: hidrocacbon, este, amino acid, peptit
- Các hợp chất có cấu trúc phức tạp
Không áp dụng:
- Hợp chất vô cơ
- Hợp chất có nguyên tố kim loại
- Hợp chất có cấu trúc không ổn định
II. CÔNG THỨC TÍNH ĐỘ BẤT BÃO HÒA
1. Công thức tổng quát
📌 Cho hợp chất có công thức phân tử: $C_xH_yO_zN_tX_u$
Trong đó:
- C (cacbon): x nguyên tử
- H (hydro): y nguyên tử
- O (oxi): z nguyên tử
- N (nitơ): t nguyên tử
- X (halogen): u nguyên tử (F, Cl, Br, I)
Công thức tính độ bất bão hòa:
$$\boxed{k = \frac{2x + 2 – y – u + t}{2}}$$
Hoặc viết dưới dạng khác:
$$\boxed{k = x – \frac{y}{2} – \frac{u}{2} + \frac{t}{2} + 1}$$
⚠️ LƯU Ý CỰC KỲ QUAN TRỌNG:
Oxi (O) KHÔNG xuất hiện trong công thức → Số nguyên tử O không ảnh hưởng đến giá trị k
Halogen (X) được tính giống như Hydro (H) → Cùng bị trừ đi
Nitơ (N) đặc biệt → Được cộng vào (do có hóa trị III)
Kết quả k phải là số nguyên không âm → Nếu k âm hoặc không nguyên thì sai
2. Công thức cho các trường hợp đặc biệt
a) Hidrocacbon (chỉ có C và H):
Công thức phân tử: $C_xH_y$
$$\boxed{k = \frac{2x + 2 – y}{2} = x – \frac{y}{2} + 1}$$
Ví dụ: C₃H₆ $$k = \frac{2(3) + 2 – 6}{2} = \frac{8 – 6}{2} = 1$$
b) Hợp chất C, H, O (este, ancol, ete, axit):
Công thức phân tử: $C_xH_yO_z$
$$\boxed{k = \frac{2x + 2 – y}{2}}$$
Lưu ý: O không ảnh hưởng nên công thức giống hidrocacbon
Ví dụ: C₂H₄O₂ (axit axetic) $$k = \frac{2(2) + 2 – 4}{2} = \frac{6 – 4}{2} = 1$$
c) Hợp chất C, H, N (amin, nitrile):
Công thức phân tử: $C_xH_yN_t$
$$\boxed{k = \frac{2x + 2 – y + t}{2}}$$
Ví dụ: CH₃NH₂ (metylamin) $$k = \frac{2(1) + 2 – 5 + 1}{2} = \frac{4 – 5 + 1}{2} = 0$$
d) Hợp chất C, H, O, N (amino acid, peptit):
Công thức phân tử: $C_xH_yO_zN_t$
$$\boxed{k = \frac{2x + 2 – y + t}{2}}$$
Ví dụ: Glycin C₂H₅NO₂ $$k = \frac{2(2) + 2 – 5 + 1}{2} = \frac{6 – 5 + 1}{2} = 1$$
e) Hợp chất có halogen (C, H, X):
Công thức phân tử: $C_xH_yX_u$
$$\boxed{k = \frac{2x + 2 – y – u}{2}}$$
Ví dụ: CH₃Cl (metyl clorua) $$k = \frac{2(1) + 2 – 3 – 1}{2} = \frac{4 – 4}{2} = 0$$
3. Quy tắc nhớ nhanh
Khẩu quyết ghi nhớ:
“Đếm C nhân 2 cộng 2, trừ H, trừ X, cộng N, chia 2”
$$k = \frac{2C + 2 – H – X + N}{2}$$
Các nguyên tắc vàng:
Nguyên tắc 1: Oxi “vô hình” – Không quan tâm đến số nguyên tử O trong phân tử
Nguyên tắc 2: Halogen = Hydro – Các nguyên tử halogen (F, Cl, Br, I) được tính như H
Nguyên tắc 3: Nitơ đặc biệt – Cộng vào công thức (do hóa trị III của N)
Nguyên tắc 4: Kết quả k ≥ 0 và là số nguyên
4. Ví dụ minh họa chi tiết
Ví dụ 1: Tính độ bất bão hòa của C₂H₄ (etilen)
Phân tích:
- x = 2 (số C)
- y = 4 (số H)
Áp dụng công thức: $$k = \frac{2x + 2 – y}{2} = \frac{2(2) + 2 – 4}{2} = \frac{4 + 2 – 4}{2} = \frac{2}{2} = 1$$
Kết luận: k = 1 → Etilen có 1 liên kết đôi C=C
Ví dụ 2: Tính k của C₆H₁₂O₆ (glucozơ)
Phân tích:
- x = 6 (số C)
- y = 12 (số H)
- z = 6 (số O) → không tính
Áp dụng công thức: $$k = \frac{2(6) + 2 – 12}{2} = \frac{12 + 2 – 12}{2} = \frac{2}{2} = 1$$
Kết luận: k = 1 → Glucozơ có 1 vòng 6 cạnh hoặc 1 nhóm C=O
Ví dụ 3: Tính k của C₂H₅NO₂ (glycin – amino acid)
Phân tích:
- x = 2 (số C)
- y = 5 (số H)
- z = 2 (số O) → không tính
- t = 1 (số N)
Áp dụng công thức: $$k = \frac{2(2) + 2 – 5 + 1}{2} = \frac{4 + 2 – 5 + 1}{2} = \frac{2}{2} = 1$$
Kết luận: k = 1 → Có 1 liên kết đôi C=O (trong nhóm -COOH)
Ví dụ 4: Tính k của CH₃Cl (metyl clorua)
Phân tích:
- x = 1 (số C)
- y = 3 (số H)
- u = 1 (số Cl)
Áp dụng công thức: $$k = \frac{2(1) + 2 – 3 – 1}{2} = \frac{2 + 2 – 3 – 1}{2} = \frac{0}{2} = 0$$
Kết luận: k = 0 → Hợp chất no, chỉ có liên kết đơn
III. Ý NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI THEO k
1. Bảng phân loại theo giá trị k
| k | Cấu trúc có thể | Ví dụ hidrocacbon | Công thức tổng quát |
|---|---|---|---|
| k = 0 | Chỉ liên kết đơn (hợp chất no) | CH₄, C₂H₆, C₃H₈ (ankan) | $C_nH_{2n+2}$ |
| k = 1 | 1 liên kết đôi C=C HOẶC 1 vòng | C₂H₄ (anken), C₃H₆ (cyclopropan) | $C_nH_{2n}$ |
| k = 2 | 1 liên kết ba C≡C HOẶC 2 liên kết đôi HOẶC 1 đôi + 1 vòng | C₂H₂ (ankin), C₄H₆ (butadien) | $C_nH_{2n-2}$ |
| k = 3 | Nhiều tổ hợp | C₄H₄ | $C_nH_{2n-4}$ |
| k = 4 | Vòng benzen (3 đôi + 1 vòng) | C₆H₆ (benzen) | $C_nH_{2n-6}$ |
2. Các trường hợp thường gặp
Khi k = 1:
Có thể là một trong các cấu trúc sau:
- 1 liên kết đôi C=C: Anken (CH₂=CH₂)
- 1 nhóm C=O: Andehit (RCHO), xeton (RCOR’)
- 1 vòng: Cycloalkan (C₃H₆ – cyclopropan)
- 1 nhóm -COOH: Axit cacboxylic (CH₃COOH)
Khi k = 2:
Có thể là:
- 1 liên kết ba C≡C: Ankin (CH≡CH)
- 2 liên kết đôi: Dien (CH₂=CH-CH=CH₂)
- 1 nhóm -COO-: Este (có 1 liên kết C=O trong nhóm este)
- 1 liên kết đôi + 1 vòng: Ví dụ cyclohexen
Khi k = 4:
Đặc trưng cho:
- Vòng benzen: 3 liên kết đôi xen kẽ + 1 vòng = 4
- Công thức: C₆H₆ (benzen) và các aren
3. Công thức tổng quát theo k
Đối với hidrocacbon:
$$\boxed{C_nH_{2n + 2 – 2k}}$$
Các trường hợp cụ thể:
| Loại | k | Công thức | Ví dụ |
|---|---|---|---|
| Ankan (no) | 0 | $C_nH_{2n+2}$ | CH₄, C₂H₆ |
| Anken, cyclo | 1 | $C_nH_{2n}$ | C₂H₄, C₃H₆ |
| Ankin, dien | 2 | $C_nH_{2n-2}$ | C₂H₂, C₄H₆ |
| Aren (benzen) | 4 | $C_nH_{2n-6}$ | C₆H₆, C₇H₈ |
Ví dụ áp dụng:
- Ankan: k = 0 → Công thức $C_nH_{2n+2}$
- Anken: k = 1 → Công thức $C_nH_{2n}$
- Ankin: k = 2 → Công thức $C_nH_{2n-2}$
- Benzen: k = 4 → Công thức $C_nH_{2n-6}$
IV. ĐỘ BẤT BÃO HÒA CỦA ESTE
1. Công thức este
Este no, đơn chức, mạch hở:
Công thức tổng quát: $C_nH_{2n}O_2$
Tính độ bất bão hòa: $$k = \frac{2n + 2 – 2n}{2} = \frac{2}{2} = 1$$
Nhận xét quan trọng:
- Este no đơn chức luôn có k = 1
- Nguyên nhân: Do có 1 nhóm chức -COO- (chứa 1 liên kết C=O)
- Công thức này áp dụng cho tất cả este no, đơn chức, mạch hở
Este không no (có nối đôi C=C):
Nếu este có thêm liên kết đôi C=C → k ≥ 2
Phân tích:
- k = 1 (từ nhóm -COO-)
- k = 1 (từ mỗi liên kết C=C)
- Tổng: k ≥ 2
2. Ví dụ về este
Ví dụ 1: Etyl axetat CH₃COOC₂H₅
Công thức phân tử: C₄H₈O₂
Tính k: $$k = \frac{2(4) + 2 – 8}{2} = \frac{8 + 2 – 8}{2} = \frac{2}{2} = 1$$
Kết luận: k = 1 → Este no, có 1 nhóm -COO-
Ví dụ 2: Vinyl axetat CH₃COOCH=CH₂
Công thức phân tử: C₄H₆O₂
Tính k: $$k = \frac{2(4) + 2 – 6}{2} = \frac{8 + 2 – 6}{2} = \frac{4}{2} = 2$$
Phân tích:
- k = 1 từ nhóm -COO- (liên kết C=O)
- k = 1 từ liên kết C=C (ở gốc vinyl)
- Tổng: k = 2
Kết luận: Este không no, có 2 liên kết π
3. Ứng dụng với este
Bài toán mẫu:
Este X có công thức phân tử C₅H₈O₂. Xác định đặc điểm cấu trúc?
Lời giải:
Bước 1: Tính độ bất bão hòa $$k = \frac{2(5) + 2 – 8}{2} = \frac{10 + 2 – 8}{2} = \frac{4}{2} = 2$$
Bước 2: Phân tích cấu trúc
- k = 2 → Có tổng 2 liên kết π và/hoặc vòng
- Este thường có 1 nhóm -COO- (đóng góp k = 1)
- Còn lại k = 1 → Có thể là:
- 1 liên kết C=C (este không no)
- 1 vòng (este mạch vòng)
Kết luận: X là este không no có 1 nối đôi C=C, hoặc este no có 1 vòng trong cấu trúc.
V. ỨNG DỤNG CỦA ĐỘ BẤT BÃO HÒA
1. Xác định công thức phân tử
Bài toán mẫu:
Hidrocacbon X có khối lượng phân tử $M_X = 56$ và độ bất bão hòa k = 2. Tìm công thức phân tử của X?
Lời giải:
Bước 1: Viết công thức tổng quát theo k
- Với k = 2: Công thức tổng quát là $C_nH_{2n+2-2k} = C_nH_{2n-2}$
Bước 2: Tính khối lượng phân tử $$M = 12n + (2n – 2) = 14n – 2$$
Bước 3: Giải phương trình $$14n – 2 = 56$$ $$14n = 58$$ $$n = \frac{58}{14} \approx 4.14$$
Bước 4: Làm tròn và kiểm tra
- n phải là số nguyên → n = 4
- Kiểm tra: $M = 14(4) – 2 = 56 – 2 = 54$ (gần đúng)
Đáp án: C₄H₆ (có thể là but-1-in, but-2-in hoặc butadien)
2. Phân loại hợp chất
Quy trình phân loại:
Bước 1: Cho công thức phân tử → Tính k
Bước 2: Dựa vào giá trị k để phân loại:
| Giá trị k | Phân loại |
|---|---|
| k = 0 | Ankan (hidrocacbon no) |
| k = 1 | Anken hoặc cycloalkan |
| k = 2 | Ankin hoặc dien |
| k = 4 | Aren (có vòng benzen) |
Ví dụ:
- C₃H₈ → k = 0 → Ankan (propan)
- C₃H₆ → k = 1 → Anken (propen) hoặc cyclo (cyclopropan)
- C₄H₆ → k = 2 → Ankin hoặc dien
3. Xác định cấu trúc phân tử
Quy trình 3 bước:
Bước 1: Tính độ bất bão hòa k
Bước 2: Phân tích k = số liên kết π + số vòng
Bước 3: Kết hợp với phản ứng hóa học để xác định chính xác cấu trúc
Ví dụ minh họa:
Cho hợp chất C₃H₆. Xác định cấu trúc có thể?
Lời giải:
Tính k: $$k = \frac{2(3) + 2 – 6}{2} = \frac{8 – 6}{2} = 1$$
Phân tích:
- k = 1 → Có 1 liên kết đôi HOẶC 1 vòng
- Có thể là:
- CH₂=CH-CH₃ (propen – có 1 liên kết đôi)
- Cyclopropan (có 1 vòng 3 cạnh)
Kết luận: Cần thêm thông tin về phản ứng hóa học để xác định chính xác.
4. Giải bài tập đốt cháy
Bài toán điển hình:
Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X thu được:
- $n_{CO_2}$ = số mol CO₂
- $n_{H_2O}$ = số mol H₂O
- $n_X$ = số mol X
Quy trình giải:
Bước 1: Tính số mol C và H trong X
- Số C: $x = \frac{n_{CO_2}}{n_X}$
- Số H: $y = \frac{2n_{H_2O}}{n_X}$
Bước 2: Tính độ bất bão hòa k $$k = \frac{2x + 2 – y}{2}$$
Bước 3: Kết hợp k với công thức phân tử để suy ra cấu trúc
5. Bài toán este hóa, xà phòng hóa
Ứng dụng:
Cho biết: Số mol NaOH phản ứng với este
Tính k: Xác định este đơn chức hay đa chức
Phân tích:
- Este đơn chức no: k = 1
- Este đa chức no: k = số nhóm chức
- Este không no: k > số nhóm chức
Ví dụ:
- Este X có k = 2, tác dụng với NaOH theo tỉ lệ 1:1
- → Este đơn chức không no (k = 1 từ -COO-, k = 1 từ C=C)
VI. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP
A. Công thức chính theo loại hợp chất
| Loại hợp chất | Công thức tính k | Ghi chú |
|---|---|---|
| Tổng quát | $k = \frac{2C + 2 – H – X + N}{2}$ | Công thức đầy đủ nhất |
| Hidrocacbon (C, H) | $k = \frac{2C + 2 – H}{2}$ | Chỉ có C và H |
| C, H, O (este, ancol, ete) | $k = \frac{2C + 2 – H}{2}$ | O không ảnh hưởng |
| C, H, N (amin) | $k = \frac{2C + 2 – H + N}{2}$ | Cộng N |
| C, H, O, N (amino acid) | $k = \frac{2C + 2 – H + N}{2}$ | O không ảnh hưởng |
| C, H, X (dẫn xuất halogen) | $k = \frac{2C + 2 – H – X}{2}$ | X như H |
B. Công thức phân tử theo k (hidrocacbon)
| k | Công thức tổng quát | Tên gọi | Ví dụ |
|---|---|---|---|
| 0 | $C_nH_{2n+2}$ | Ankan (no) | CH₄, C₂H₆, C₃H₈ |
| 1 | $C_nH_{2n}$ | Anken, cycloalkan | C₂H₄, C₃H₆ |
| 2 | $C_nH_{2n-2}$ | Ankin, dien | C₂H₂, C₄H₆ |
| 3 | $C_nH_{2n-4}$ | C₄H₄ | |
| 4 | $C_nH_{2n-6}$ | Aren (benzen) | C₆H₆, C₇H₈ |
C. Đóng góp của các nhóm chức vào k
| Nhóm chức / Cấu trúc | Đóng góp vào k | Ví dụ |
|---|---|---|
| Liên kết đơn C-C | 0 | Ankan |
| Liên kết đôi C=C | +1 | Anken |
| Liên kết ba C≡C | +2 | Ankin |
| Nhóm C=O (andehit, xeton) | +1 | RCHO, RCOR’ |
| Nhóm -COO- (este) | +1 | RCOOR’ |
| Nhóm -COOH (axit) | +1 | RCOOH |
| Vòng (mỗi vòng) | +1 | Cyclopropan |
| Vòng benzen | +4 | C₆H₆ (3 C=C + 1 vòng) |
VII. BÀI TẬP MẪU
Dạng 1: Tính k từ công thức phân tử
Bài 1: Tính độ bất bão hòa của C₆H₆ (benzen)
Lời giải:
Áp dụng công thức: $$k = \frac{2x + 2 – y}{2} = \frac{2(6) + 2 – 6}{2} = \frac{12 + 2 – 6}{2} = \frac{8}{2} = 4$$
Phân tích cấu trúc:
- Vòng benzen: 3 liên kết đôi C=C xen kẽ + 1 vòng 6 cạnh
- k = 3 (từ 3 liên kết đôi) + 1 (từ vòng) = 4
Kết luận: Benzen có k = 4
Bài 2: Tính độ bất bão hòa của CH₃COOH (axit axetic)
Lời giải:
Công thức phân tử: C₂H₄O₂
Áp dụng công thức (O không tính): $$k = \frac{2(2) + 2 – 4}{2} = \frac{4 + 2 – 4}{2} = \frac{2}{2} = 1$$
Phân tích:
- k = 1 do có nhóm -COOH chứa 1 liên kết C=O
Kết luận: k = 1
Dạng 2: Xác định công thức phân tử
Bài 3: Hidrocacbon X có khối lượng phân tử M = 42, độ bất bão hòa k = 1. Tìm công thức phân tử?
Lời giải:
Bước 1: Với k = 1, công thức tổng quát: $C_nH_{2n}$
Bước 2: Tính khối lượng phân tử: $$M = 12n + 2n = 14n = 42$$
Bước 3: Giải phương trình: $$n = \frac{42}{14} = 3$$
Kết luận: Công thức phân tử là C₃H₆
Các đồng phân có thể:
- CH₂=CH-CH₃ (propen – có liên kết đôi)
- Cyclopropan (có vòng 3 cạnh)
Dạng 3: Phân tích cấu trúc
Bài 4: Hợp chất hữu cơ C₅H₁₀O có độ bất bão hòa bằng bao nhiêu? Dự đoán cấu trúc?
Lời giải:
Bước 1: Tính độ bất bão hòa $$k = \frac{2(5) + 2 – 10}{2} = \frac{10 + 2 – 10}{2} = \frac{2}{2} = 1$$
Bước 2: Phân tích các cấu trúc có thể
k = 1 có thể do:
- 1 liên kết C=O: Andehit hoặc xeton no (CH₃-CO-CH₂-CH₂-CH₃)
- 1 liên kết C=C: Ancol không no (CH₂=CH-CH₂-CH₂-CH₂OH)
- 1 vòng: Ancol có vòng cyclo
Kết luận: C₅H₁₀O có k = 1, có thể là andehit/xeton no, ancol không no, hoặc ancol mạch vòng.
Dạng 4: Bài tập este
Bài 5: Este X có công thức phân tử C₄H₆O₂. Xác định số liên kết π trong phân tử?
Lời giải:
Bước 1: Tính độ bất bão hòa $$k = \frac{2(4) + 2 – 6}{2} = \frac{8 + 2 – 6}{2} = \frac{4}{2} = 2$$
Bước 2: Phân tích cấu trúc este
- Este có nhóm -COO- → đóng góp k = 1 (có 1 liên kết C=O)
- Còn lại k = 1 → Có 1 liên kết C=C nữa
Bước 3: Tính tổng số liên kết π
- Liên kết π trong -COO-: 1
- Liên kết π ở C=C: 1
- Tổng: 2 liên kết π
Kết luận: Este X có 2 liên kết π (este không no)
Ví dụ cấu trúc: CH₃-COO-CH=CH₂ (vinyl axetat)
VIII. MẸO VÀ LƯU Ý
1. Các sai lầm thường gặp
❌ SAI LẦM 1: Quên bỏ qua oxi (O) trong công thức
Sai:
- Tính k của C₂H₄O₂: $k = \frac{2(2) + 2 – 4 – 2}{2}$ ❌ (đã tính O)
Đúng:
- $k = \frac{2(2) + 2 – 4}{2} = 1$ ✓ (không tính O)
❌ SAI LẦM 2: Nhầm dấu: N cộng vào, X trừ đi
Sai:
- Với C₂H₅NO₂: $k = \frac{2(2) + 2 – 5 – 1}{2}$ ❌ (đã trừ N)
Đúng:
- $k = \frac{2(2) + 2 – 5 + 1}{2} = 1$ ✓ (cộng N)
❌ SAI LẦM 3: Quên chia 2 ở cuối công thức
Sai:
- $k = 2C + 2 – H$ ❌ (thiếu chia 2)
Đúng:
- $k = \frac{2C + 2 – H}{2}$ ✓
❌ SAI LẦM 4: k không phải số nguyên hoặc âm
Lưu ý:
- Nếu tính ra k < 0 → Sai đề hoặc sai tính toán
- Nếu k không nguyên → Công thức phân tử sai
- k phải là số nguyên không âm: 0, 1, 2, 3,…
2. Mẹo nhớ công thức
Khẩu quyết chính:
“2C + 2 – H – X + N, rồi chia 2”
$$k = \frac{2C + 2 – H – X + N}{2}$$
Các câu ghi nhớ:
Mẹo 1: “Oxi như không nhìn thấy”
- Bỏ qua hoàn toàn số nguyên tử O
Mẹo 2: “Halogen = Hydro”
- F, Cl, Br, I đều tính giống như H (cùng bị trừ)
Mẹo 3: “Nitơ rất đặc biệt”
- Chỉ có N là được cộng vào (do hóa trị III)
Mẹo 4: “k luôn tròn và không âm”
- Kết quả phải là số nguyên: 0, 1, 2, 3,…
- Nếu không thỏa → Có lỗi
3. Kiểm tra kết quả
Bước 1: Kiểm tra k là số nguyên
k phải là số nguyên: 0, 1, 2, 3, 4,…
Nếu k = 1.5 hoặc 2.7 → SAI
Bước 2: Kiểm tra k không âm
k ≥ 0 (k không thể âm)
Nếu k = -1 → SAI đề hoặc SAI tính
Bước 3: So sánh với công thức tổng quát
Kiểm tra xem công thức phân tử có phù hợp với k không:
| k | Công thức | Kiểm tra |
|---|---|---|
| 0 | $C_nH_{2n+2}$ | Ankan |
| 1 | $C_nH_{2n}$ | Anken/cyclo |
| 2 | $C_nH_{2n-2}$ | Ankin |
| 4 | $C_nH_{2n-6}$ | Benzen |
Ví dụ:
- C₃H₈ → k = 0 → Phù hợp với ankan ✓
- C₂H₄ → k = 1 → Phù hợp với anken ✓
- C₆H₆ → k = 4 → Phù hợp với benzen ✓
IX. KẾT LUẬN
Bài viết đã trình bày đầy đủ về độ bất bão hòa trong hóa học hữu cơ:
Định nghĩa: k = số liên kết π + số vòng
Công thức tổng quát quan trọng nhất:
$$\boxed{k = \frac{2C + 2 – H – X + N}{2}}$$
Nguyên tắc vàng cần nhớ:
- Oxi (O) KHÔNG ảnh hưởng → Không xuất hiện trong công thức
- Halogen (X) tính như H → Cùng bị trừ đi
- Nitơ (N) đặc biệt → Được cộng vào (hóa trị III)
- Kết quả k ≥ 0 và là số nguyên
Công thức viết gọn khác:
$$k = C – \frac{H}{2} – \frac{X}{2} + \frac{N}{2} + 1$$
Ý nghĩa quan trọng
k cho biết:
- Tổng số liên kết π (liên kết đôi, ba)
- Số vòng trong cấu trúc phân tử
- Mức độ “không no” của hợp chất
Ứng dụng chính:
- Xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ từ công thức phân tử
- Phân loại hidrocacbon: ankan, anken, ankin, aren
- Giải các bài tập về este, amino acid, peptit
- Suy đoán công thức phân tử từ phản ứng hóa học
Lời khuyên học tập
📌 Học thuộc công thức chính: $k = \frac{2C+2-H-X+N}{2}$
📌 Nhớ kỹ: Oxi KHÔNG xuất hiện trong công thức tính k
📌 Luyện tập nhiều: Làm nhiều bài tập để thành thạo
📌 Kiểm tra kết quả: k phải là số nguyên không âm (0, 1, 2, 3,…)
📌 Kết hợp với kiến thức khác: Phản ứng cộng, trùng hợp, este hóa
📌 Vẽ cấu trúc: Sau khi tính k, thử vẽ các cấu trúc có thể
Bảng công thức tra cứu nhanh
| Yếu tố | Công thức |
|---|---|
| Công thức chính | $k = \frac{2C + 2 – H – X + N}{2}$ |
| Hidrocacbon | $k = \frac{2C + 2 – H}{2}$ |
| Este no đơn chức | k = 1 |
| Ankan | k = 0, $C_nH_{2n+2}$ |
| Anken/cyclo | k = 1, $C_nH_{2n}$ |
| Ankin/dien | k = 2, $C_nH_{2n-2}$ |
| Benzen | k = 4, $C_nH_{2n-6}$ |
Cô Trần Thị Bình
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Tổ Lý – Hóa – Sinh tại Edus
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Hoá Học, Bằng Thạc sĩ, Chức danh nghề nghiệp Giáo viên THPT – Hạng II, Tin học ứng dụng cơ bản, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 12+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Gia Định