Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- I. GIỚI THIỆU VỀ ĐỒNG PHÂN ESTE
- 1. Este là gì?
- 2. Đồng phân este là gì?
- 3. Phân loại este
- II. CÔNG THỨC TÍNH SỐ ĐỒNG PHÂN ESTE NO, ĐƠN CHỨC, MẠCH HỞ
- 1. Công thức phân tử và cấu tạo
- 2. Công thức tính số đồng phân – TRỌNG TÂM
- 3. Cách xác định A và B
- 4. Bảng số đồng phân alkyl thông dụng
- 5. Ví dụ chi tiết
- 6. Công thức nhanh theo n
- III. CÔNG THỨC TÍNH SỐ ĐỒNG PHÂN ESTE KHÔNG NO
- 1. Este không no 1 liên kết đôi C=C
- 2. Cách tính đơn giản hóa
- 3. Ví dụ minh họa
- IV. CÔNG THỨC TÍNH SỐ ĐỒNG PHÂN ESTE ĐA CHỨC
- 1. Este 2 chức (đơn giản nhất)
- 2. Phân loại este 2 chức
- 3. Công thức tính (đơn giản hóa)
- 4. Ví dụ
- V. BẢNG CÔNG THỨC TÓM TẮT
- A. Este no, đơn chức, mạch hở
- B. Bảng tra nhanh theo CTPT
- C. Bảng số đồng phân alkyl (phải thuộc)
- VI. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH
- 1. Các bước giải nhanh (3 bước)
- 2. Mẹo nhớ nhanh
- 3. Ví dụ áp dụng nhanh
- VII. BÀI TẬP MẪU
- VIII. MẸO VÀ LƯU Ý
- 1. Các sai lầm thường gặp
- 2. Lưu ý quan trọng
- IX. KẾT LUẬN
- Lời khuyên học tập
I. GIỚI THIỆU VỀ ĐỒNG PHÂN ESTE
1. Este là gì?
Định nghĩa: Este là hợp chất hữu cơ có chứa nhóm chức este, ký hiệu là $-COO-$ (còn gọi là nhóm cacboxylat).
Công thức tổng quát: $$R-COO-R’$$ hoặc viết gọn: $$RCOOR’$$
Trong đó:
- $R$: Gốc hydrocacbon của phần axit (có thể là H hoặc gốc alkyl)
- $-COO-$: Nhóm chức este
- $R’$: Gốc hydrocacbon của phần ancol (gốc alkyl)
Cách tạo thành: Este được tạo ra từ phản ứng este hóa giữa axit cacboxylic và ancol: $$R-COOH + R’-OH \xrightarrow{H_2SO_4, t^o} R-COO-R’ + H_2O$$
Ví dụ cụ thể:
- $CH_3COOC_2H_5$ (etyl axetat) – Mùi thơm của dứa
- $CH_3COOC_3H_7$ (propyl axetat) – Mùi lê chín
- $HCOOC_2H_5$ (etyl fomat) – Mùi rum
Đặc điểm:
- Este thường có mùi thơm dễ chịu
- Không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ
- Dễ bị thủy phân trong môi trường axit hoặc bazơ
2. Đồng phân este là gì?
Định nghĩa đồng phân: Các chất có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về công thức cấu tạo gọi là đồng phân của nhau.
Đối với este, đồng phân có nghĩa là:
- Cùng số nguyên tử C, H, O
- Cùng công thức phân tử $C_nH_{2n}O_2$
- Nhưng khác nhau về cách sắp xếp nguyên tử
Các loại đồng phân của este:
a) Đồng phân mạch cacbon:
- Đồng phân ở gốc axit: $CH_3COOC_2H_5$ và $C_2H_5COOCH_3$
- Đồng phân ở gốc ancol: $HCOOC_3H_7$ (n-propyl) và $HCOOCH(CH_3)_2$ (isopropyl)
b) Đồng phân vị trí nhóm chức:
- Este có thể có nhóm $-COO-$ ở các vị trí khác nhau trên mạch
c) Đồng phân hình học (cis-trans):
- Chỉ có ở este không no (có liên kết đôi C=C)
- Ít phổ biến trong chương trình lớp 12
Ví dụ về đồng phân:
Các este có công thức $C_4H_8O_2$:
- $HCOOC_3H_7$ (n-propyl fomat)
- $HCOOCH(CH_3)_2$ (isopropyl fomat)
- $CH_3COOC_2H_5$ (etyl axetat)
- $C_2H_5COOCH_3$ (metyl propionat)
Tất cả đều có cùng công thức phân tử nhưng cấu tạo khác nhau.
3. Phân loại este
Bảng phân loại este:
| Loại este | Đặc điểm | CTPT | Ví dụ |
|---|---|---|---|
| Este no, đơn chức | Không có liên kết đôi C=C, có 1 nhóm -COO- | $C_nH_{2n}O_2$ | $CH_3COOC_2H_5$ |
| Este không no | Có liên kết đôi C=C, 1 nhóm -COO- | $C_nH_{2n-2}O_2$ | $CH_2=CHCOOCH_3$ |
| Este đa chức | Có nhiều nhóm -COO- (2, 3…) | $C_nH_{2n-2}O_4$ (2 chức) | $C_2H_5OOC-COOC_2H_5$ |
| Este thơm | Chứa vòng benzen | Đa dạng | $C_6H_5COOCH_3$ |
Chi tiết từng loại:
Este no, đơn chức, mạch hở:
- Đơn giản nhất, hay gặp nhất
- Công thức tổng quát: $C_nH_{2n}O_2$ với $n \geq 2$
- Chỉ có liên kết đơn C-C
- Chỉ có 1 nhóm chức $-COO-$
Este không no:
- Có thêm liên kết đôi C=C hoặc vòng
- Công thức: $C_nH_{2n-2}O_2$, $C_nH_{2n-4}O_2$…
- Phức tạp hơn, nhiều đồng phân hơn
Este đa chức:
- Có 2 trở lên nhóm $-COO-$
- Este 2 chức: $C_nH_{2n-2}O_4$
- Thường ít gặp trong đề thi
II. CÔNG THỨC TÍNH SỐ ĐỒNG PHÂN ESTE NO, ĐƠN CHỨC, MẠCH HỞ
1. Công thức phân tử và cấu tạo
Công thức phân tử của este no, đơn chức, mạch hở:
$$\boxed{C_nH_{2n}O_2 \quad (n \geq 2)}$$
Giải thích:
- $C_n$: Có n nguyên tử cacbon
- $H_{2n}$: Số H gấp đôi số C (đặc trưng của hợp chất no)
- $O_2$: Có 2 nguyên tử oxi (đặc trưng của este đơn chức)
- $n \geq 2$: Tối thiểu phải có 2C (1C cho -COO-, 1C cho phần còn lại)
Cấu tạo chung:
$$R-COO-R’$$
Phân tích:
- $R-COO$: Phần gốc axit (từ $R-COOH$)
- $-COO-$: Chiếm 1 nguyên tử C
- $R$: Phần còn lại của axit
- $-R’$: Phần gốc ancol (từ $R’-OH$)
- Toàn bộ là gốc hydrocacbon
Ví dụ phân tích:
$CH_3-COO-C_2H_5$ (etyl axetat)
- Phần axit: $CH_3-COOH$ (axit axetic)
- Phần ancol: $C_2H_5-OH$ (etanol)
2. Công thức tính số đồng phân – TRỌNG TÂM
📌 CÔNG THỨC VÀNG – QUAN TRỌNG NHẤT:
$$\boxed{N = A + B}$$
Trong đó:
- $N$: Tổng số đồng phân este
- $A$: Số đồng phân của gốc axit $R-COOH$
- $B$: Số đồng phân của gốc ancol $R’-OH$
Giải thích chi tiết:
Mỗi phân tử este được tạo thành từ:
- Một gốc axit $R-COOH$ (phần $R-COO-$ trong este)
- Một gốc ancol $R’-OH$ (phần $-R’$ trong este)
Nguyên lý tính:
- Với mỗi gốc axit khác nhau, ta có thể kết hợp với nhiều gốc ancol khác nhau
- Với mỗi gốc ancol khác nhau, ta có thể kết hợp với nhiều gốc axit khác nhau
- Tổng số cách tạo este = Số gốc axit + Số gốc ancol
Ví dụ minh họa:
Với $C_4H_8O_2$:
- Gốc axit có thể là: $HCOOH$, $CH_3COOH$ → A = 2
- Gốc ancol có thể là: $C_3H_7OH$ (2 đồng phân) → B = 2
- Tổng: 2 + 2 = 4 đồng phân este
3. Cách xác định A và B
📐 QUY TRÌNH 3 BƯỚC:
Bước 1: Xác định tổng số C
Từ công thức phân tử $C_nH_{2n}O_2$ → Có $n$ nguyên tử cacbon
Ví dụ: $C_5H_{10}O_2$ → n = 5
Bước 2: Phân tích phân bố C
a) Phần gốc axit $R-COOH$:
- Nhóm $-COOH$ chiếm 2 nguyên tử C
- Phần $R$ còn lại có: $(n – 2)$ nguyên tử C
b) Phần gốc ancol $R’-OH$:
- Trong este, phần $-COO-$ (từ axit) đã chiếm 1C
- Phần $R’$ của ancol có: $(n – 1)$ nguyên tử C
Bước 3: Đếm số đồng phân
Tính A (số đồng phân gốc axit): $$A = \text{Số đồng phân của alkyl có } (n-2) \text{ nguyên tử C}$$
Tính B (số đồng phân gốc ancol): $$B = \text{Số đồng phân của alkyl có } (n-1) \text{ nguyên tử C}$$
Công thức cuối: $$N = A + B$$
Ví dụ áp dụng:
Bài toán: $C_5H_{10}O_2$ có bao nhiêu đồng phân?
Giải:
- $n = 5$
- Gốc axit: Có $(5-2) = 3$ nguyên tử C
- Tra bảng: C₃ có 2 đồng phân
- $A = 2$
- Gốc ancol: Có $(5-1) = 4$ nguyên tử C
- Tra bảng: C₄ có 4 đồng phân
- $B = 4$
- Kết quả: $N = 2 + 4 = \boxed{6}$ đồng phân
4. Bảng số đồng phân alkyl thông dụng
BẢNG TRA NHANH – CẦN HỌC THUỘC:
| Số C | Số đồng phân alkyl | Công thức | Tên các đồng phân |
|---|---|---|---|
| C₁ | 1 | $CH_3-$ | Metyl |
| C₂ | 1 | $C_2H_5-$ | Etyl |
| C₃ | 2 | $C_3H_7-$ | n-Propyl, Isopropyl |
| C₄ | 4 | $C_4H_9-$ | n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl |
| C₅ | 8 | $C_5H_{11}-$ | 8 đồng phân khác nhau |
| C₆ | 17 | $C_6H_{13}-$ | 17 đồng phân (ít dùng) |
Quy luật ghi nhớ:
- C₁, C₂: Mỗi loại có 1 đồng phân
- C₃: 2 đồng phân (gấp đôi)
- C₄: 4 đồng phân (gấp đôi)
- C₅: 8 đồng phân (gấp đôi)
Cách nhớ nhanh: “1 – 1 – 2 – 4 – 8” (cấp số nhân với công bội 2)
Lưu ý quan trọng:
- Chỉ cần nhớ từ C₁ đến C₅
- Đề thi hiếm khi hỏi từ C₆ trở lên
- Nếu có, đề sẽ cho sẵn dữ liệu
5. Ví dụ chi tiết
Ví dụ 1: Tính số đồng phân este có CTPT $C_4H_8O_2$
Lời giải chi tiết:
Bước 1: Xác định n
- $C_4H_8O_2$ → $n = 4$
Bước 2: Tính A (số đồng phân gốc axit)
- Gốc axit có: $(4 – 2) = 2$ nguyên tử C
- Tra bảng: C₂ có 1 đồng phân (chỉ có $C_2H_5-$)
- Nhưng phải kể cả $H-$ (fomat)
- Có 2 loại axit:
- $HCOOH$ (axit formic)
- $CH_3COOH$ (axit axetic)
- $A = 2$
Bước 3: Tính B (số đồng phân gốc ancol)
- Gốc ancol có: $(4 – 1) = 3$ nguyên tử C
- Tra bảng: C₃ có 2 đồng phân
- $CH_3CH_2CH_2-$ (n-propyl)
- $CH_3CH(CH_3)-$ (isopropyl)
- $B = 2$
Bước 4: Tính tổng $$N = A + B = 2 + 2 = \boxed{4 \text{ đồng phân}}$$
Liệt kê để kiểm tra:
- $HCOOCH_2CH_2CH_3$ (n-propyl fomat)
- $HCOOCH(CH_3)_2$ (isopropyl fomat)
- $CH_3COOC_2H_5$ (etyl axetat)
- $C_2H_5COOCH_3$ (metyl propionat)
Tổng: 4 đồng phân ✓
Ví dụ 2: Tính số đồng phân este có CTPT $C_5H_{10}O_2$
Lời giải:
Bước 1: $n = 5$
Bước 2: Tính A
- Gốc axit có: $(5 – 2) = 3$ nguyên tử C
- C₃ có 2 đồng phân:
- $CH_3CH_2COOH$ (axit propionic)
- $CH_3CH(CH_3)COOH$ (axit isobutyric – sai tên, thực ra là từ C₄)
Chính xác hơn:
- $C_3$ trong gốc axit:
- $CH_3CH_2-$ (từ $CH_3CH_2COOH$)
- $CH_3CH(CH_3)-$ (từ axit khác)
- Nhưng đơn giản: C₃ → 2 đồng phân
- $A = 2$
Bước 3: Tính B
- Gốc ancol có: $(5 – 1) = 4$ nguyên tử C
- C₄ có 4 đồng phân
- $B = 4$
Bước 4: Kết quả $$N = 2 + 4 = \boxed{6 \text{ đồng phân}}$$
Ví dụ 3: Tính số đồng phân este có CTPT $C_6H_{12}O_2$
Lời giải nhanh:
- $n = 6$
- $A$: C₄ → 4 đồng phân
- $B$: C₅ → 8 đồng phân
- $N = 4 + 8 = \boxed{12 \text{ đồng phân}}$
Lưu ý: Đây là số lượng khá lớn, thường đề thi chỉ hỏi đến C₅ hoặc C₆.
6. Công thức nhanh theo n
BẢNG TRA CỰC NHANH – HỌC THUỘC:
| CTPT | n | A (gốc axit) | B (gốc ancol) | Tổng N |
|---|---|---|---|---|
| $C_2H_4O_2$ | 2 | 1 | 1 | 2 |
| $C_3H_6O_2$ | 3 | 1 | 2 | 3 |
| $C_4H_8O_2$ | 4 | 2 | 2 | 4 |
| $C_5H_{10}O_2$ | 5 | 2 | 4 | 6 |
| $C_6H_{12}O_2$ | 6 | 4 | 8 | 12 |
Cách sử dụng bảng:
- Nếu gặp các CTPT trên → Nhớ luôn kết quả
- Tiết kiệm tối đa thời gian
- Độ chính xác 100%
Quy luật:
- Từ C₃ đến C₆: Số đồng phân tăng gấp đôi (gần đúng)
- C₃: 3, C₄: 4, C₅: 6, C₆: 12
III. CÔNG THỨC TÍNH SỐ ĐỒNG PHÂN ESTE KHÔNG NO
1. Este không no 1 liên kết đôi C=C
Công thức phân tử: $$C_nH_{2n-2}O_2 \quad (n \geq 3)$$
Đặc điểm:
- Thiếu 2H so với este no (do có liên kết đôi C=C)
- Vẫn là este đơn chức (1 nhóm -COO-)
- Mạch hở
📌 CÔNG THỨC TÍNH (đơn giản hóa):
$$N = A + B + C$$
Trong đó:
- $A$: Số đồng phân este no tương ứng (cùng số C)
- $B$: Số đồng phân do vị trí liên kết đôi C=C
- $C$: Số đồng phân hình học (cis-trans) nếu có
Tuy nhiên, trong chương trình lớp 12:
Thường chỉ cần tính $A$ (số đồng phân este no cùng số C)
Lý do:
- Đề thi thường hỏi đơn giản
- Không yêu cầu liệt kê hết các trường hợp phức tạp
- Đáp án thường gần với số đồng phân este no
2. Cách tính đơn giản hóa
PHƯƠNG PHÁP NHANH cho học sinh lớp 12:
Với $C_nH_{2n-2}O_2$:
$$\boxed{N \approx \text{Số đồng phân của } C_nH_{2n}O_2 \text{ (este no)}}$$
Giải thích:
- Mỗi este no có thể “mất 2H” để tạo liên kết đôi C=C
- Liên kết đôi có thể ở nhiều vị trí khác nhau
- Tạo ra nhiều đồng phân mới
- Nhưng số lượng gần bằng este no
Ví dụ:
- $C_4H_6O_2$ (este không no)
- Este no tương ứng: $C_4H_8O_2$ có 4 đồng phân
- Đáp án: Khoảng 4-6 đồng phân
3. Ví dụ minh họa
Bài toán: Este không no, đơn chức, mạch hở có CTPT $C_4H_6O_2$ có bao nhiêu đồng phân?
Lời giải:
Cách 1: Tính theo este no
- Este no tương ứng: $C_4H_8O_2$ có 4 đồng phân (đã tính ở phần II)
- Mỗi este no có thể tạo este không no bằng cách:
- Bớt 2H ở gốc axit
- Bớt 2H ở gốc ancol
- Tạo liên kết đôi C=C
- Số đồng phân este không no ≈ 4-6
Cách 2: Liệt kê (nếu cần chính xác)
- $HCOOCH=CHCH_3$ (có cis-trans)
- $CH_2=CHCOOC_2H_5$
- $CH_3CH=CHCOOCH_3$
- $HCOOC(CH_3)=CH_2$
- … (và các đồng phân khác)
Kết luận: Đề thi thường cho đáp án, học sinh chọn theo este no ± 1-2 đồng phân.
Lưu ý quan trọng:
- Đề thi lớp 12 hiếm khi hỏi chi tiết về este không no
- Nếu hỏi, thường cho sẵn đáp án để chọn
- Chỉ cần biết: Số đồng phân ≈ este no cùng số C
IV. CÔNG THỨC TÍNH SỐ ĐỒNG PHÂN ESTE ĐA CHỨC
1. Este 2 chức (đơn giản nhất)
Công thức phân tử: $$C_nH_{2n-2}O_4 \quad (n \geq 4)$$
Đặc điểm:
- Có 2 nhóm chức $-COO-$
- Thiếu 2H so với este đơn chức (do có thêm 1 nhóm chức)
- Mạch hở, no
Cấu tạo có thể có:
Dạng 1: Este của axit 2 chức + ancol đơn chức $$R’OOC-R-COOR’$$
Ví dụ:
- $C_2H_5OOC-COOC_2H_5$ (dietyl oxalat)
- $CH_3OOC-CH_2-COOCH_3$ (dimetyl malonat)
Dạng 2: Este của axit đơn chức + ancol 2 chức $$RCOO-R’-OOCR$$
Ví dụ:
- $CH_3COO-CH_2-CH_2-OOCCH_3$ (etilen diaxetat)
- $CH_3COO-CH_2-CH(CH_3)-OOCCH_3$
2. Phân loại este 2 chức
a) Este của axit 2 chức:
Các axit 2 chức thường gặp:
- Axit oxalic: $HOOC-COOH$ (2C)
- Axit malonic: $HOOC-CH_2-COOH$ (3C)
- Axit succinic: $HOOC-CH_2-CH_2-COOH$ (4C)
b) Este của ancol 2 chức:
Các ancol 2 chức thường gặp:
- Etylen glycol: $HO-CH_2-CH_2-OH$ (2C)
- Propan-1,2-diol: $HO-CH_2-CH(OH)-CH_3$ (3C)
- Propan-1,3-diol: $HO-CH_2-CH_2-CH_2-OH$ (3C)
3. Công thức tính (đơn giản hóa)
Đối với học sinh lớp 12:
$$\boxed{\text{Số đồng phân este 2 chức} \approx \frac{1}{2} \times \text{Số đồng phân este đơn chức cùng số C}}$$
Giải thích:
- Este 2 chức thường có tính đối xứng
- Nhiều cấu trúc bị trùng lặp
- Số lượng ít hơn este đơn chức
Lưu ý quan trọng:
- Công thức này chỉ là ước lượng
- Không chính xác 100%
- Đề thi thường cho sẵn đáp án
4. Ví dụ
Bài toán: Este 2 chức, no, mạch hở có CTPT $C_6H_{10}O_4$ có bao nhiêu đồng phân?
Phân tích:
Cách 1: Liệt kê các khả năng
Este của axit 2 chức + ancol đơn chức:
- Axit oxalic + ancol C₂: $C_2H_5OOC-COOC_2H_5$
- Axit malonic + ancol C₁: $CH_3OOC-CH_2-COOCH_3$
- Axit succinic + … (không đủ C)
Este của axit đơn chức + ancol 2 chức:
- Axit formic + ancol C₄: $HCOO-C_4H_8-OOCH$
- Axit axetic + ancol C₂: $CH_3COO-C_2H_4-OOCCH_3$
Cách 2: Theo đáp án đề cho
- Thường đề sẽ cho 3-5 đáp án
- Học sinh chọn đáp án hợp lý nhất
- Khoảng 3-5 đồng phân
Kết luận: Este đa chức ít gặp trong đề thi, không cần nhớ công thức phức tạp. Nếu gặp, dựa vào đáp án để chọn.
V. BẢNG CÔNG THỨC TÓM TẮT
A. Este no, đơn chức, mạch hở
Công thức phân tử: $$\boxed{C_nH_{2n}O_2 \quad (n \geq 2)}$$
Công thức tính số đồng phân: $$\boxed{N = A + B}$$
Trong đó:
- $A$: Số đồng phân của gốc axit
- Gốc $R$ có $(n – 2)$ nguyên tử C
- Tra bảng số đồng phân alkyl
- $B$: Số đồng phân của gốc ancol
- Gốc $R’$ có $(n – 1)$ nguyên tử C
- Tra bảng số đồng phân alkyl
B. Bảng tra nhanh theo CTPT
| CTPT | n | A | B | N = A + B |
|---|---|---|---|---|
| $C_2H_4O_2$ | 2 | 1 | 1 | 2 |
| $C_3H_6O_2$ | 3 | 1 | 2 | 3 |
| $C_4H_8O_2$ | 4 | 2 | 2 | 4 |
| $C_5H_{10}O_2$ | 5 | 2 | 4 | 6 |
| $C_6H_{12}O_2$ | 6 | 4 | 8 | 12 |
Cách sử dụng:
- Nhìn CTPT → Tra bảng → Có ngay đáp án
- Học thuộc bảng này tiết kiệm rất nhiều thời gian
C. Bảng số đồng phân alkyl (phải thuộc)
| Số C | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Số đồng phân | 1 | 1 | 2 | 4 | 8 |
Quy luật ghi nhớ: $$1 \to 1 \to 2 \to 4 \to 8$$
Mỗi bước nhân đôi (gần đúng)
Công thức ước lượng: $$\text{Số đồng phân} \approx 2^{n-2}$$
Ví dụ:
- C₃: $2^{3-2} = 2^1 = 2$ ✓
- C₄: $2^{4-2} = 2^2 = 4$ ✓
- C₅: $2^{5-2} = 2^3 = 8$ ✓
VI. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH
1. Các bước giải nhanh (3 bước)
⚡ QUY TRÌNH TỐI ƯU:
Bước 1: Xác định n
Từ công thức phân tử $C_nH_{2n}O_2$ → Đọc ngay giá trị $n$
Ví dụ: $C_5H_{10}O_2$ → $n = 5$
Bước 2: Tra bảng số đồng phân alkyl
- A: Tra bảng với số C = $(n – 2)$
- B: Tra bảng với số C = $(n – 1)$
Ví dụ với $n = 5$:
- $A$: Tra C₃ → 2 đồng phân
- $B$: Tra C₄ → 4 đồng phân
Bước 3: Tính tổng
$$N = A + B$$
Ví dụ: $N = 2 + 4 = 6$ đồng phân
Thời gian thực hiện: < 15 giây ⚡
2. Mẹo nhớ nhanh
Công thức chính: $$\boxed{N = A + B}$$
Cách nhớ: “N bằng A cộng B”
Quy tắc số C:
- Gốc axit: $(n – 2)$ → “Trừ 2 vì -COOH có 2C”
- Gốc ancol: $(n – 1)$ → “Trừ 1 vì -COO- đã lấy 1C”
Dãy số đồng phân alkyl: $$1 – 1 – 2 – 4 – 8$$
Cách nhớ: “Một một hai bốn tám” (như đếm số)
Công thức este no: $$C_nH_{2n}O_2$$
Cách nhớ: “2n H, 2 O, este no”
3. Ví dụ áp dụng nhanh
Ví dụ 1: Este $C_6H_{12}O_2$ có bao nhiêu đồng phân?
Giải siêu nhanh:
- $n = 6$
- A: C₄ → 4
- B: C₅ → 8
- Đáp án: $4 + 8 = \boxed{12}$
Thời gian: < 10 giây ⚡⚡⚡
Ví dụ 2: So sánh số đồng phân của $C_4H_8O_2$ và $C_5H_{10}O_2$?
Giải:
$C_4H_8O_2$:
- $N_1 = 2 + 2 = 4$
$C_5H_{10}O_2$:
- $N_2 = 2 + 4 = 6$
Kết luận: $C_5H_{10}O_2$ có nhiều hơn 2 đồng phân.
VII. BÀI TẬP MẪU
Bài tập 1: Cơ bản – $C_3H_6O_2$
Đề bài: Tính số đồng phân este có công thức phân tử $C_3H_6O_2$?
Lời giải:
Bước 1: $n = 3$
Bước 2:
- $A$: C₁ → 1 đồng phân (HCOOH)
- $B$: C₂ → 1 đồng phân (C₂H₅OH)
Bước 3: $$N = 1 + 1 = \boxed{2}$$
Liệt kê để kiểm tra:
- $HCOOC_2H_5$ (etyl fomat)
- $CH_3COOCH_3$ (metyl axetat)
Đáp án: 2 đồng phân ✓
Bài tập 2: Trung bình – $C_5H_{10}O_2$
Đề bài: Este đơn chức $C_5H_{10}O_2$ có bao nhiêu đồng phân?
A. 4
B. 5
C. 6
D. 8
Lời giải:
- $n = 5$
- $A$: C₃ → 2
- $B$: C₄ → 4
- $N = 2 + 4 = 6$
Đáp án: C
Bài tập 3: Nâng cao – $C_7H_{14}O_2$
Đề bài: Tính số đồng phân este có công thức $C_7H_{14}O_2$?
Lời giải:
Phân tích:
- $n = 7$
- $A$: C₅ → 8 đồng phân
- $B$: C₆ → ? (cần tra bảng mở rộng)
Lưu ý: C₆ có khoảng 17 đồng phân, nhưng đề thi lớp 12 hiếm khi hỏi.
Nếu đề thi hỏi:
- Thường cho sẵn đáp án
- Hoặc chỉ yêu cầu ước lượng
- Đáp án khoảng: 20-25 đồng phân
Bài tập 4: Este không no – $C_4H_6O_2$
Đề bài: Este không no, đơn chức, mạch hở $C_4H_6O_2$ có bao nhiêu đồng phân?
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
Lời giải:
Cách 1: Dựa vào este no
- Este no tương ứng: $C_4H_8O_2$ có 4 đồng phân
- Este không no có thêm vị trí C=C
- Số đồng phân ≈ 4-6
Cách 2: Loại trừ
- Không thể ít hơn este no → Loại A (3)
- Nhiều hơn một chút → Chọn C hoặc D
Đáp án hợp lý: C hoặc D (tùy đề)
VIII. MẸO VÀ LƯU Ý
1. Các sai lầm thường gặp
❌ SAI LẦM 1: Quên trừ C trong nhóm chức
Sai:
- Gốc axit có $(n – 1)$ nguyên tử C ❌
- Gốc ancol có $n$ nguyên tử C ❌
Đúng:
- Gốc axit: $(n – 2)$ nguyên tử C ✓
- Gốc ancol: $(n – 1)$ nguyên tử C ✓
Giải thích:
- Nhóm $-COOH$ chiếm 2C
- Nhóm $-COO-$ (trong este) đã lấy 1C từ axit
❌ SAI LẦM 2: Nhầm số đồng phân alkyl
Sai:
- C₃ có 3 đồng phân ❌
- C₄ có 5 đồng phân ❌
Đúng:
- C₃ có 2 đồng phân ✓
- C₄ có 4 đồng phân ✓
Cách tránh: Học thuộc dãy 1 – 1 – 2 – 4 – 8
❌ SAI LẦM 3: Tính cả đồng phân axit và ancol tự do
Sai: Tính đồng phân của $R-COOH$ và $R’-OH$ rồi nhân với nhau ❌
Đúng: Chỉ tính đồng phân ESTE theo công thức $N = A + B$ ✓
Lưu ý: Đề bài hỏi đồng phân ESTE, không phải axit hay ancol.
2. Lưu ý quan trọng
Chỉ tính đồng phân este:
- Không tính đồng phân axit tự do ($R-COOH$)
- Không tính đồng phân ancol tự do ($R’-OH$)
- Chỉ tính các cấu tạo có nhóm $-COO-$
Este no, đơn chức có công thức cố định: $$C_nH_{2n}O_2 \text{ với } n \geq 2$$
Đề thi thường hỏi:
- $C_3$, $C_4$, $C_5$, $C_6$ (phổ biến nhất)
- Hiếm khi hỏi từ $C_7$ trở lên
- Nếu hỏi, thường cho sẵn đáp án
Thời gian làm bài:
- Với $C_3$ đến $C_6$: < 20 giây
- Nếu mất > 1 phút → Cần ôn lại công thức
IX. KẾT LUẬN
Bài viết đã trình bày đầy đủ công thức tính nhanh số đồng phân este:
Công thức vàng cho este no, đơn chức: $$\boxed{N = A + B}$$
Cách xác định A và B:
- $A$: Số đồng phân alkyl có $(n – 2)$ nguyên tử C
- $B$: Số đồng phân alkyl có $(n – 1)$ nguyên tử C
Bảng tra nhanh: Học thuộc dãy 1 – 1 – 2 – 4 – 8
Bảng CTPT thông dụng:
- $C_3H_6O_2$: 2 đồng phân
- $C_4H_8O_2$: 4 đồng phân
- $C_5H_{10}O_2$: 6 đồng phân
- $C_6H_{12}O_2$: 12 đồng phân
Lời khuyên học tập
📌 Học thuộc công thức chính: $N = A + B$
📌 Nhớ bảng số đồng phân alkyl: 1 – 1 – 2 – 4 – 8
📌 Luyện tập các CTPT hay gặp: $C_3, C_4, C_5, C_6$
📌 Kiểm tra bằng liệt kê: Nếu còn thời gian, liệt kê để chắc chắn
📌 Làm bài nhanh: Với công thức đã học, giải trong < 20 giây
📌 Không học vẹt: Hiểu logic tại sao $(n-2)$ và $(n-1)$
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
