Công Thức Tính Số Liên Kết Pi – Tổng Hợp Đầy Đủ Có Ví Dụ

Trang chủ > Công Thức > Bài hiện tại.

I. GIỚI THIỆU VỀ LIÊN KẾT PI

1. Liên kết π là gì?

Định nghĩa: Liên kết π (pi) là loại liên kết hóa học hình thành do sự xen phủ bên của các orbital nguyên tử p song song với nhau, vuông góc với trục nối hai hạt nhân nguyên tử.

Đặc điểm:

  • Yếu hơn liên kết sigma (σ)
  • Không có tính đối xứng trục
  • Quyết định tính chất hóa học của hợp chất không no
  • Dễ bị phá vỡ trong phản ứng hóa học

Xuất hiện trong các loại liên kết:

a) Liên kết đôi (C=C, C=O, C=N, O=O, N=O, v.v.):

  • Gồm 1 liên kết σ + 1 liên kết π
  • Có 1 liên kết π
  • Ví dụ: Etilen $CH_2=CH_2$, Axeton $CH_3COCH_3$

b) Liên kết ba (C≡C, C≡N, N≡N):

  • Gồm 1 liên kết σ + 2 liên kết π
  • Có 2 liên kết π
  • Ví dụ: Axetilen $HC≡CH$, Axetonitril $CH_3C≡N$

c) Vòng benzen và hợp chất thơm:

  • Có hệ liên kết π liên hợp đặc biệt
  • Vòng benzen $C_6H_6$ có 3 liên kết π
  • Các electron π được giải tỏa trên toàn vòng

2. Ký hiệu và phân loại

Loại liên kết Ký hiệu Cấu trúc Số liên kết π Ví dụ
Liên kết đơn C-C 0 $CH_3-CH_3$ (etan)
Liên kết đôi C=C 1σ + 1π 1 $CH_2=CH_2$ (etilen)
Liên kết ba C≡C 1σ + 2π 2 $HC≡CH$ (axetilen)
Vòng benzen $C_6H_6$ Hệ π liên hợp 3 Benzen
C=O Cacbonyl 1σ + 1π 1 $CH_3CHO$ (anđehit)
C≡N Nitril 1σ + 2π 2 $CH_3CN$ (axetonitril)

II. CÔNG THỨC TỔNG QUÁT TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI

1. Công thức cơ bản – Độ bất bão hòa (k)

Khái niệm độ bất bão hòa (k): Là đại lượng đặc trưng cho mức độ không no của phân tử, bằng tổng số liên kết π và số vòng trong phân tử.

📌 CÔNG THỨC VÀNG – QUAN TRỌNG NHẤT:

$$\boxed{k = \frac{2n_C + 2 + n_N – n_H – n_X}{2}}$$

Hoặc viết dưới dạng gọn hơn:

$$\boxed{k = \frac{2C + 2 + N – H – X}{2}}$$

Trong đó:

  • k: Độ bất bão hòa (hệ số không no)
  • C: Số nguyên tử cacbon trong phân tử
  • H: Số nguyên tử hiđro trong phân tử
  • N: Số nguyên tử nitơ hoặc phospho (hóa trị III)
  • X: Số nguyên tử halogen (F, Cl, Br, I – hóa trị I)
  • O, S: KHÔNG tính vào công thức (hóa trị II)

Lưu ý quan trọng:

  • Công thức này áp dụng cho MỌI hợp chất hữu cơ
  • Với nguyên tử hóa trị lẻ (N): CỘNG vào tử số
  • Với nguyên tử hóa trị I (halogen): TRỪ ở tử số
  • Với nguyên tử hóa trị chẵn (O, S): KHÔNG ĐẾM

2. Ý nghĩa của k (độ bất bão hòa)

Công thức tổng quát: $$\boxed{k = \text{Số liên kết } \pi + \text{Số vòng}}$$

k cho biết:

k = 0:

  • Hợp chất no, mạch hở, không có vòng và không có liên kết bội
  • Ví dụ: $CH_4$ (metan), $C_2H_6$ (etan), $CH_3OH$ (metanol)

k = 1:

  • 1 liên kết đôi (1π) HOẶC 1 vòng (không có π)
  • Ví dụ: $CH_2=CH_2$ (etilen – 1π), $C_3H_6$ (xiclopropan – 1 vòng)

k = 2:

  • 2 liên kết đôi (2π) HOẶC
  • 1 liên kết ba (2π) HOẶC
  • 1 liên kết đôi + 1 vòng (1π + 1 vòng)
  • Ví dụ: $CH_2=CH-CH=CH_2$ (butađien – 2π), $HC≡CH$ (axetilen – 2π)

k = 3:

  • 3 liên kết đôi HOẶC
  • 1 liên kết ba + 1 liên kết đôi HOẶC
  • 1 vòng benzen (3π + 1 vòng)
  • Ví dụ: $C_6H_6$ (benzen)

k = 4:

  • 1 vòng benzen + 1 liên kết đôi (3π + 1 vòng + 1π)
  • 2 vòng benzen (6π + 2 vòng)
  • Ví dụ: $C_6H_5CH=CH_2$ (stiren)

Mối quan hệ: $$\boxed{\pi = k – \text{số vòng}}$$

3. Các trường hợp đặc biệt của công thức

a) Chỉ có C và H (hiđrocacbon):

$$\boxed{k = \frac{2C + 2 – H}{2}}$$

Áp dụng cho: Ankan, anken, ankin, benzen và dẫn xuất

Ví dụ:

  • $C_2H_6$ (etan): $k = \frac{2(2)+2-6}{2} = 0$
  • $C_2H_4$ (etilen): $k = \frac{2(2)+2-4}{2} = 1$

b) Có C, H, O (hợp chất chứa oxi):

$$\boxed{k = \frac{2C + 2 – H}{2}}$$

Lưu ý: O không xuất hiện trong công thức (bỏ qua hoàn toàn)

Áp dụng cho: Ancol, ete, anđehit, xeton, axit, este, phenol

Ví dụ:

  • $C_2H_6O$ (etanol): $k = \frac{2(2)+2-6}{2} = 0$
  • $CH_3CHO$ (axetanđehit): $k = \frac{2(2)+2-4}{2} = 1$

c) Có C, H, N (hợp chất chứa nitơ):

$$\boxed{k = \frac{2C + 2 + N – H}{2}}$$

Lưu ý: Phải CỘNG N vào tử số

Áp dụng cho: Amin, amino axit, nitril, amid, ure

Ví dụ:

  • $CH_3NH_2$ (metylamin): $k = \frac{2(1)+2+1-5}{2} = 0$
  • $CH_3CN$ (axetonitril): $k = \frac{2(2)+2+1-3}{2} = 2$

d) Có C, H, X (halogen – F, Cl, Br, I):

$$\boxed{k = \frac{2C + 2 – H – X}{2}}$$

Lưu ý: Phải TRỪ X ở tử số

Áp dụng cho: Dẫn xuất halogen

Ví dụ:

  • $CH_3Cl$ (metyl clorua): $k = \frac{2(1)+2-3-1}{2} = 0$
  • $C_6H_5Cl$ (clobenzen): $k = \frac{2(6)+2-5-1}{2} = 4$

4. Ví dụ minh họa chi tiết

Ví dụ 1: Tính k của $C_2H_4$ (etilen)?

Lời giải:

Bước 1: Xác định các thành phần

  • C = 2, H = 4

Bước 2: Áp dụng công thức (chỉ có C, H) $$k = \frac{2C + 2 – H}{2} = \frac{2(2) + 2 – 4}{2} = \frac{4 + 2 – 4}{2} = \frac{2}{2} = 1$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 1 và etilen là mạch hở (không có vòng)
  • Do đó: k = 1π + 0 vòng

Kết luận: Etilen có 1 liên kết π (từ liên kết đôi C=C)

Ví dụ 2: Tính k của $C_6H_6$ (benzen)?

Lời giải:

Bước 1: Xác định

  • C = 6, H = 6

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(6) + 2 – 6}{2} = \frac{12 + 2 – 6}{2} = \frac{8}{2} = 4$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 4
  • Benzen có 1 vòng 6 cạnh
  • Do đó: k = 4 = 3π + 1 vòng

Kết luận: Benzen có 3 liên kết π (trong hệ π liên hợp của vòng thơm)

Ví dụ 3: Tính k của $CH_3COOH$ (axit axetic)?

Lời giải:

Bước 1: Xác định CTPT

  • $C_2H_4O_2$
  • C = 2, H = 4, O = 2

Bước 2: Tính k (O không đếm) $$k = \frac{2(2) + 2 – 4}{2} = \frac{6 – 4}{2} = 1$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 1, mạch hở
  • Nhóm -COOH có 1 liên kết đôi C=O

Kết luận:1 liên kết π (từ C=O)

III. CÔNG THỨC TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI CỦA ESTE

1. Đặc điểm của este

Định nghĩa: Este là hợp chất hữu cơ có nhóm chức -COO- (nhóm este).

Cấu tạo tổng quát: $R-COO-R’$

Trong đó:

  • R: Gốc axit (có thể là H hoặc gốc hiđrocacbon)
  • R’: Gốc ancol (gốc hiđrocacbon)

Công thức phân tử:

  • Este no, đơn chức, mạch hở: $C_nH_{2n}O_2$ (với n ≥ 2)
  • Este không no: $C_nH_{2n-2}O_2$, $C_nH_{2n-4}O_2$, …

Nhóm chức este -COO-:

  • Luôn có 1 liên kết đôi C=O
  • Là nguồn gốc chính của liên kết π trong este no

2. Công thức tính số liên kết π của este

📌 CÔNG THỨC CHO ESTE:

$$\boxed{k = \frac{2C + 2 – H}{2}}$$

Lưu ý: Oxi trong nhóm -COO- không được tính

Phân loại theo k:

a) Este no, đơn chức, mạch hở: $C_nH_{2n}O_2$

  • Tính k: $k = \frac{2n + 2 – 2n}{2} = 1$
  • Luôn có k = 1 → 1 liên kết π (từ C=O trong nhóm -COO-)

b) Este không no, đơn chức, mạch hở: $C_nH_{2n-2}O_2$

  • Tính k: $k = \frac{2n + 2 – (2n-2)}{2} = 2$
  • k = 2 → 2 liên kết π (1 từ C=O, 1 từ C=C)

c) Este thơm (có vòng benzen):

  • k thường = 4 hoặc lớn hơn
  • Ví dụ: Metyl benzoat $C_6H_5COOCH_3$ có k = 5
    • 1 vòng benzen (3π) + 1 nhóm -COO- (1π) = 4π tổng cộng
    • Nhưng k = 5 = 1 vòng + 4π

3. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Etyl axetat $CH_3COOC_2H_5$ (este của axit axetic và etanol)

Lời giải:

Bước 1: Xác định CTPT

  • $CH_3COOC_2H_5 = C_4H_8O_2$
  • C = 4, H = 8, O = 2

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(4) + 2 – 8}{2} = \frac{8 + 2 – 8}{2} = \frac{2}{2} = 1$$

Bước 3: Phân tích cấu trúc

  • k = 1, mạch hở
  • Nhóm -COO- có liên kết đôi C=O
  • Không có liên kết đôi C=C

Kết luận: 1 liên kết π (từ C=O trong nhóm este)

Ví dụ 2: Metyl acrylat $CH_2=CH-COOCH_3$ (este không no)

Lời giải:

Bước 1: Xác định CTPT

  • $C_4H_6O_2$
  • C = 4, H = 6, O = 2

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(4) + 2 – 6}{2} = \frac{8 + 2 – 6}{2} = \frac{4}{2} = 2$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 2, mạch hở
  • Có 1 liên kết đôi C=C (1π)
  • Có 1 nhóm -COO- với C=O (1π)

Kết luận: 2 liên kết π (1 từ C=O, 1 từ C=C)

Ví dụ 3: Metyl benzoat $C_6H_5COOCH_3$

Lời giải:

Bước 1: Xác định CTPT

  • $C_8H_8O_2$
  • C = 8, H = 8, O = 2

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(8) + 2 – 8}{2} = \frac{16 + 2 – 8}{2} = \frac{10}{2} = 5$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 5 = 1 vòng benzen + 4π
  • Vòng benzen có 3π
  • Nhóm -COO- có 1π

Kết luận: 4 liên kết π (3 từ vòng benzen + 1 từ C=O)

IV. CÔNG THỨC TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI CÓ NITƠ

1. Hợp chất chứa nitơ

Các loại hợp chất chứa nitơ phổ biến:

a) Amin: $R-NH_2$, $R_2NH$, $R_3N$

  • CTPT: $C_nH_{2n+3}N$ (amin no, đơn chức)
  • Thường không có liên kết π (amin no)

b) Nitril (xianua): $R-C≡N$

  • Có liên kết ba C≡N
  • Luôn có 2 liên kết π

c) Hợp chất nitroso: $R-N=O$

  • Có liên kết đôi N=O
  • Có 1 liên kết π

d) Hợp chất nitro: $R-NO_2$

  • Nhóm $-NO_2$ có 2 liên kết đôi N=O
  • Có 2 liên kết π

e) Amid: $R-CONH_2$

  • Có liên kết đôi C=O
  • Có 1 liên kết π

f) Amino axit: $H_2N-R-COOH$

  • Có nhóm -COOH với C=O
  • Có 1 liên kết π

2. Công thức tính

📌 CÔNG THỨC CHO HỢP CHẤT CHỨA NITƠ:

$$\boxed{k = \frac{2C + 2 + N – H}{2}}$$

Lưu ý CỰC KỲ QUAN TRỌNG:

  • Phải CỘNG N vào tử số (vì N có hóa trị III)
  • Đây là điểm khác biệt chính so với các hợp chất khác

Giải thích: Nitơ có 3 liên kết, trong khi C có 4, H có 1. Việc cộng N giúp điều chỉnh công thức cho phù hợp với cấu trúc thực tế.

3. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Metylamin $CH_3NH_2$ (amin no)

Lời giải:

Bước 1: Xác định CTPT

  • $CH_5N$
  • C = 1, H = 5, N = 1

Bước 2: Tính k (nhớ cộng N!) $$k = \frac{2C + 2 + N – H}{2} = \frac{2(1) + 2 + 1 – 5}{2} = \frac{5 – 5}{2} = 0$$

Bước 3: Kết luận

  • k = 0 → Amin no, không có liên kết π

Đáp án: 0 liên kết π

Ví dụ 2: Axetonitril $CH_3CN$ (metyl xianua)

Lời giải:

Bước 1: Xác định CTPT

  • $C_2H_3N$
  • C = 2, H = 3, N = 1

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(2) + 2 + 1 – 3}{2} = \frac{4 + 2 + 1 – 3}{2} = \frac{4}{2} = 2$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 2, từ liên kết ba C≡N
  • Liên kết ba có 2 liên kết π

Đáp án: 2 liên kết π (từ C≡N)

Ví dụ 3: Anilin $C_6H_5NH_2$ (phenylamin)

Lời giải:

Bước 1: Xác định CTPT

  • $C_6H_7N$
  • C = 6, H = 7, N = 1

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(6) + 2 + 1 – 7}{2} = \frac{12 + 2 + 1 – 7}{2} = \frac{8}{2} = 4$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 4 = 1 vòng benzen + 3π
  • Vòng benzen có 3 liên kết π
  • Nhóm $-NH_2$ không có π

Đáp án: 3 liên kết π (từ vòng benzen)

Ví dụ 4: Glyxin $H_2NCH_2COOH$ (amino axit đơn giản nhất)

Lời giải:

Bước 1: Xác định CTPT

  • $C_2H_5NO_2$
  • C = 2, H = 5, N = 1, O = 2

Bước 2: Tính k (O không đếm, N cộng) $$k = \frac{2(2) + 2 + 1 – 5}{2} = \frac{7 – 5}{2} = 1$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 1, từ nhóm -COOH
  • Nhóm -COOH có C=O (1π)

Đáp án: 1 liên kết π (từ C=O trong -COOH)

V. CÔNG THỨC TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI VÒNG

1. Hợp chất có vòng

Nguyên tắc cơ bản: $$\boxed{k = \pi + \text{số vòng}}$$

Suy ra: $$\boxed{\pi = k – \text{số vòng}}$$

Giải thích:

  • Độ bất bão hòa k bao gồm cả liên kết π và vòng
  • Để tính số liên kết π thực tế, phải trừ đi số vòng
  • Một vòng đóng góp 1 đơn vị vào k (dù là vòng no hay không no)

2. Các trường hợp thường gặp

a) Vòng no (xicloankan – vòng chỉ có liên kết đơn):

Ví dụ: Xiclopropan $C_3H_6$

Lời giải: $$k = \frac{2(3) + 2 – 6}{2} = \frac{8 – 6}{2} = 1$$

  • k = 1 = 1 vòng + 0π
  • Vòng xiclopropan không có liên kết π

Kết luận: 0 liên kết π

b) Vòng benzen (vòng thơm):

Ví dụ: Benzen $C_6H_6$

Lời giải: $$k = \frac{2(6) + 2 – 6}{2} = \frac{14 – 6}{2} = 4$$

  • k = 4 = 1 vòng + 3π
  • Vòng benzen có 3 liên kết π liên hợp

Kết luận: 3 liên kết π

c) Vòng có liên kết đôi:

Ví dụ: Xiclopenten $C_5H_8$

Lời giải: $$k = \frac{2(5) + 2 – 8}{2} = \frac{12 – 8}{2} = 2$$

  • k = 2 = 1 vòng + 1 liên kết đôi
  • π = k – số vòng = 2 – 1 = 1

Kết luận: 1 liên kết π (từ C=C)

d) Nhiều vòng:

Ví dụ: Naphthalen (naphtalen) $C_{10}H_8$

Lời giải: $$k = \frac{2(10) + 2 – 8}{2} = \frac{22 – 8}{2} = 7$$

  • Có 2 vòng benzen (2 vòng)
  • π = k – số vòng = 7 – 2 = 5

Kết luận: 5 liên kết π

3. Ví dụ minh họa tổng hợp

Ví dụ 1: Xiclohexen $C_6H_{10}$ có bao nhiêu liên kết π?

Lời giải:

Bước 1: Tính k $$k = \frac{2(6) + 2 – 10}{2} = \frac{14 – 10}{2} = 2$$

Bước 2: Xác định cấu trúc

  • k = 2
  • Xiclohexen có 1 vòng 6 cạnh + 1 liên kết đôi C=C

Bước 3: Tính π

  • π = k – số vòng = 2 – 1 = 1

Đáp án: 1 liên kết π

Ví dụ 2: Toluen (metyl benzen) $C_6H_5CH_3 = C_7H_8$

Lời giải:

Bước 1: Tính k $$k = \frac{2(7) + 2 – 8}{2} = \frac{16 – 8}{2} = 4$$

Bước 2: Phân tích

  • k = 4
  • Có 1 vòng benzen
  • π = k – 1 = 4 – 1 = 3

Đáp án: 3 liên kết π (trong vòng benzen)

VI. CÔNG THỨC TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI TRONG CHẤT BÉO

1. Đặc điểm chất béo

Định nghĩa: Chất béo (triglyxerit, trieste của glixerol) là este của glixerol ($C_3H_5(OH)_3$) với các axit béo.

Cấu tạo tổng quát: $$\text{Glixerol} + 3 \text{Axit béo} \rightarrow \text{Chất béo} + 3H_2O$$

Công thức: $$(RCOO)_3C_3H_5$$

Trong đó R là gốc hiđrocacbon của axit béo.

Phân loại axit béo:

  • Axit béo no: Không có liên kết đôi C=C
    • Ví dụ: Axit stearic $C_{17}H_{35}COOH$
  • Axit béo không no: Có 1 hoặc nhiều liên kết đôi C=C
    • Ví dụ: Axit oleic $C_{17}H_{33}COOH$ (1 C=C)
    • Ví dụ: Axit linoleic $C_{17}H_{31}COOH$ (2 C=C)

2. Công thức tính

📌 Với chất béo có CTPT $C_xH_yO_z$:

$$\boxed{k = \frac{2x + 2 – y}{2}}$$

Lưu ý: Oxi (O) không tính vào công thức

Số liên kết π thực tế: $$\boxed{\pi = k – \text{số vòng}}$$

Đối với chất béo không có vòng (thường gặp): $$\pi = k$$

3. Phân tích cấu trúc chất béo

Chất béo luôn có:

  • 3 nhóm -COO- (từ 3 gốc este)
  • Mỗi nhóm -COO- có 1 liên kết C=O
  • Tối thiểu 3 liên kết π (từ 3 nhóm C=O)

Công thức tính số liên kết đôi C=C trong mạch: $$\text{Số } C=C = k – 3$$

Phân loại:

  • Chất béo no: k = 3 → Chỉ có 3π từ C=O, không có C=C
  • Chất béo không no: k > 3 → Có thêm liên kết C=C

4. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Tristearin $C_{57}H_{110}O_6$ (chất béo no)

Lời giải:

Bước 1: Tính k $$k = \frac{2(57) + 2 – 110}{2} = \frac{114 + 2 – 110}{2} = \frac{6}{2} = 3$$

Bước 2: Phân tích

  • k = 3
  • Chất béo no, mạch hở (không có vòng)
  • k = 3 tương ứng với 3 nhóm -COO- (3 nhóm C=O)

Bước 3: Kết luận

  • 3 liên kết π (chỉ từ 3 nhóm C=O)
  • Không có liên kết đôi C=C trong mạch

Đáp án: 3 liên kết π

Ví dụ 2: Triolein $C_{57}H_{104}O_6$ (chất béo không no)

Lời giải:

Bước 1: Tính k $$k = \frac{2(57) + 2 – 104}{2} = \frac{114 + 2 – 104}{2} = \frac{12}{2} = 6$$

Bước 2: Phân tích

  • k = 6
  • Chất béo không no, mạch hở
  • k = 6 = 3 (từ C=O) + 3 (từ C=C)

Bước 3: Tính số C=C

  • Số liên kết đôi C=C = k – 3 = 6 – 3 = 3
  • Có 3 liên kết đôi C=C trong mạch cacbon

Đáp án: 6 liên kết π (3 từ C=O + 3 từ C=C)

Ví dụ 3: Trilinolein $C_{57}H_{98}O_6$

Lời giải:

Bước 1: Tính k $$k = \frac{2(57) + 2 – 98}{2} = \frac{116 – 98}{2} = 9$$

Bước 2: Phân tích

  • k = 9
  • Số C=C = k – 3 = 9 – 3 = 6
  • Có 6 liên kết đôi C=C

Đáp án: 9 liên kết π (3 từ C=O + 6 từ C=C)

Giải thích: Linolein có 2 liên kết đôi/mạch, × 3 mạch = 6 liên kết C=C

VII. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP

A. Công thức chung theo loại nguyên tử

Loại hợp chất Công thức tính k Lưu ý
Tổng quát $k = \frac{2C + 2 + N – H – X}{2}$ Công thức gốc – áp dụng mọi TH
Chỉ C, H $k = \frac{2C + 2 – H}{2}$ Hiđrocacbon
C, H, O $k = \frac{2C + 2 – H}{2}$ O không đếm
C, H, N $k = \frac{2C + 2 + N – H}{2}$ N phải CỘNG
C, H, X $k = \frac{2C + 2 – H – X}{2}$ X phải TRỪ
C, H, O, N $k = \frac{2C + 2 + N – H}{2}$ O bỏ, N cộng

B. Ứng dụng theo loại hợp chất

Loại hợp chất CTPT điển hình k Số liên kết π Ghi chú
Ankan $C_nH_{2n+2}$ 0 0 No, mạch hở
Anken $C_nH_{2n}$ 1 1 1 C=C
Ankađien $C_nH_{2n-2}$ 2 2 2 C=C
Ankin $C_nH_{2n-2}$ 2 2 1 C≡C
Benzen $C_6H_6$ 4 3 + 1 vòng
Xicloankan $C_nH_{2n}$ 1 0 1 vòng no
Ancol no $C_nH_{2n+2}O$ 0 0 No, mạch hở
Anđehit no $C_nH_{2n}O$ 1 1 1 C=O
Xeton no $C_nH_{2n}O$ 1 1 1 C=O
Axit no $C_nH_{2n}O_2$ 1 1 1 C=O
Este no $C_nH_{2n}O_2$ 1 1 1 C=O
Amin no $C_nH_{2n+3}N$ 0 0 No
Nitril $C_nH_{2n+1}N$ 2 2 1 C≡N
Chất béo no $(C_{17}H_{35}COO)_3C_3H_5$ 3 3 3 C=O

C. Mối liên hệ k, π và vòng

$$\boxed{k = \pi + \text{số vòng}}$$

Suy ra: $$\boxed{\pi = k – \text{số vòng}}$$

Trường hợp đặc biệt:

Nếu mạch hở (số vòng = 0): $$\pi = k$$

Nếu có 1 vòng: $$\pi = k – 1$$

Nếu có vòng benzen:

  • 1 vòng benzen đóng góp: k tăng 4 (1 vòng + 3π)
  • Số π thực tế = k – số vòng

VIII. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH

1. Quy trình 4 bước giải bài tập

Bước 1: Xác định CTPT

  • Viết rõ công thức phân tử $C_xH_yO_zN_tX_w…$
  • Đếm chính xác số nguyên tử mỗi nguyên tố

Bước 2: Áp dụng công thức tính k $$k = \frac{2C + 2 + N – H – X}{2}$$

Lưu ý:

  • O, S: KHÔNG đếm
  • N: CỘNG vào tử số
  • X (halogen): TRỪ ở tử số

Bước 3: Xác định số vòng

  • Đọc đề hoặc phân tích cấu trúc
  • Mạch hở: 0 vòng
  • Có vòng benzen: 1 vòng
  • Có nhiều vòng: đếm cụ thể

Bước 4: Tính số liên kết π $$\pi = k – \text{số vòng}$$

Nếu mạch hở: $\pi = k$

2. Mẹo làm nhanh trong thi

Mẹo 1: Nhớ 3 quy tắc vàng

Quy tắc 1: O và S KHÔNG ĐẾM (hóa trị II)

Quy tắc 2: N PHẢI CỘNG (hóa trị III)

Quy tắc 3: X (halogen) PHẢI TRỪ (hóa trị I)

Mẹo 2: Nhận biết nhanh theo CTPT

Ankan: $C_nH_{2n+2}$ → k = 0 →

Anken: $C_nH_{2n}$ → k = 1 →

Ankin: $C_nH_{2n-2}$ → k = 2 →

Este no: $C_nH_{2n}O_2$ → k = 1 →

Benzen: $C_6H_6$ → k = 4 → (+ 1 vòng)

Mẹo 3: Kiểm tra nhanh

  • k phải là số nguyên không âm
  • Nếu k âm hoặc không nguyên → Sai CTPT hoặc tính sai
  • Nếu mạch hở: π = k

Mẹo 4: Với chất béo

  • Chất béo luôn có tối thiểu 3π (từ 3 nhóm C=O)
  • Số C=C = k – 3
  • Chất béo no: k = 3
  • Chất béo không no: k > 3

3. Thời gian giải

Mục tiêu: < 15 giây/câu

Phân bổ:

  • Đọc đề + xác định CTPT: 3 giây
  • Tính k: 5 giây
  • Xác định số vòng + tính π: 5 giây
  • Kiểm tra + chọn đáp án: 2 giây

Luyện tập: Làm 20-30 bài để đạt tốc độ tối ưu

IX. BÀI TẬP MẪU CÓ LỜI GIẢI

Bài tập 1: Hiđrocacbon đơn giản

Đề bài: Axetilen $C_2H_2$ (HC≡CH) có bao nhiêu liên kết π?

Lời giải:

Bước 1: Xác định

  • C = 2, H = 2

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(2) + 2 – 2}{2} = \frac{6 – 2}{2} = 2$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 2, mạch hở
  • Liên kết ba C≡C có 2 liên kết π

Đáp án: 2 liên kết π

Bài tập 2: Hợp chất chứa oxi

Đề bài: Glucozơ $C_6H_{12}O_6$ có bao nhiêu liên kết π?

Lời giải:

Bước 1: Xác định (O không đếm!)

  • C = 6, H = 12

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(6) + 2 – 12}{2} = \frac{14 – 12}{2} = 1$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 1
  • Glucozơ có 2 dạng: mạch hở (có 1 C=O, 1π) hoặc dạng vòng (1 vòng, 0π)

Đáp án:

  • Dạng mạch: 1 liên kết π
  • Dạng vòng: 0 liên kết π

Bài tập 3: Amino axit

Đề bài: Glyxin $C_2H_5NO_2$ (H₂NCH₂COOH) có bao nhiêu liên kết π?

Lời giải:

Bước 1: Xác định (N cộng, O bỏ!)

  • C = 2, H = 5, N = 1

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(2) + 2 + 1 – 5}{2} = \frac{7 – 5}{2} = 1$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 1, mạch hở
  • Nhóm -COOH có C=O (1π)

Đáp án: 1 liên kết π

Bài tập 4: Dẫn xuất halogen

Đề bài: Clobenzen $C_6H_5Cl$ có bao nhiêu liên kết π?

Lời giải:

Bước 1: Xác định (X trừ!)

  • C = 6, H = 5, Cl = 1

Bước 2: Tính k $$k = \frac{2(6) + 2 – 5 – 1}{2} = \frac{14 – 6}{2} = 4$$

Bước 3: Phân tích

  • k = 4 = 1 vòng benzen + 3π

Đáp án: 3 liên kết π

Bài tập 5: Chất béo

Đề bài: Tristearin $C_{57}H_{110}O_6$ có bao nhiêu liên kết π?

Lời giải:

Bước 1: Tính k $$k = \frac{2(57) + 2 – 110}{2} = \frac{116 – 110}{2} = 3$$

Bước 2: Phân tích

  • k = 3 = 3 nhóm C=O
  • Chất béo no, không có C=C

Đáp án: 3 liên kết π

Bài tập 6: Este không no

Đề bài: Este có CTPT $C_4H_6O_2$ có bao nhiêu liên kết π?

Lời giải:

Bước 1: Tính k $$k = \frac{2(4) + 2 – 6}{2} = \frac{10 – 6}{2} = 2$$

Bước 2: Phân tích

  • k = 2, mạch hở
  • Este có 1 C=O (1π) + 1 C=C (1π)

Đáp án: 2 liên kết π

X. KẾT LUẬN

Bài viết đã trình bày hệ thống công thức tính số liên kết π hoàn chỉnh:

Công thức vàng – Cần nhớ nhất: $$\boxed{k = \frac{2C + 2 + N – H – X}{2}}$$

Mối quan hệ cơ bản: $$\boxed{k = \pi + \text{số vòng}}$$

$$\boxed{\pi = k – \text{số vòng}}$$

Ứng dụng đa dạng:

  • Hiđrocacbon (ankan, anken, ankin, benzen)
  • Este (no, không no, thơm)
  • Amin và hợp chất chứa nitơ
  • Chất béo và triglyxerit
  • Hợp chất có vòng

Quy tắc nhớ – 3 ĐIỀU VÀNG

1. O, S KHÔNG ĐẾM

  • Oxi và lưu huỳnh có hóa trị II
  • Không xuất hiện trong công thức
  • Bỏ qua hoàn toàn khi tính

2. N CỘNG, X TRỪ

  • Nitơ (N): CỘNG vào tử số
  • Halogen (X): TRỪ ở tử số
  • Đây là sai lầm phổ biến nhất!

3. MẠCH HỞ: π = k

  • Nếu không có vòng: số liên kết π = k
  • Nếu có vòng: π = k – số vòng
  • Vòng benzen: có 1 vòng + 3π

Bảng tra nhanh cuối cùng

Hợp chất CTPT k Vòng π
Etan $C_2H_6$ 0 0 0
Etilen $C_2H_4$ 1 0 1
Axetilen $C_2H_2$ 2 0 2
Benzen $C_6H_6$ 4 1 3
Etanol $C_2H_6O$ 0 0 0
Axetanđehit $C_2H_4O$ 1 0 1
Axit axetic $C_2H_4O_2$ 1 0 1
Etyl axetat $C_4H_8O_2$ 1 0 1
Metylamin $CH_5N$ 0 0 0
Axetonitril $C_2H_3N$ 2 0 2
Tristearin $C_{57}H_{110}O_6$ 3 0 3
Cô Trần Thị Bình

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