Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- I. GIỚI THIỆU VỀ LIÊN KẾT PI
- 1. Liên kết π là gì?
- 2. Ký hiệu và phân loại
- II. CÔNG THỨC TỔNG QUÁT TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI
- 1. Công thức cơ bản – Độ bất bão hòa (k)
- 2. Ý nghĩa của k (độ bất bão hòa)
- 3. Các trường hợp đặc biệt của công thức
- 4. Ví dụ minh họa chi tiết
- III. CÔNG THỨC TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI CỦA ESTE
- 1. Đặc điểm của este
- 2. Công thức tính số liên kết π của este
- 3. Ví dụ minh họa
- IV. CÔNG THỨC TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI CÓ NITƠ
- 1. Hợp chất chứa nitơ
- 2. Công thức tính
- 3. Ví dụ minh họa
- V. CÔNG THỨC TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI VÒNG
- 1. Hợp chất có vòng
- 2. Các trường hợp thường gặp
- 3. Ví dụ minh họa tổng hợp
- VI. CÔNG THỨC TÍNH SỐ LIÊN KẾT PI TRONG CHẤT BÉO
- 1. Đặc điểm chất béo
- 2. Công thức tính
- 3. Phân tích cấu trúc chất béo
- 4. Ví dụ minh họa
- VII. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP
- A. Công thức chung theo loại nguyên tử
- B. Ứng dụng theo loại hợp chất
- C. Mối liên hệ k, π và vòng
- VIII. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH
- 1. Quy trình 4 bước giải bài tập
- 2. Mẹo làm nhanh trong thi
- 3. Thời gian giải
- IX. BÀI TẬP MẪU CÓ LỜI GIẢI
- X. KẾT LUẬN
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 | 1σ | 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:
- Có 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:
- Có 2 liên kết đôi (2π) HOẶC
- Có 1 liên kết ba (2π) HOẶC
- Có 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:
- Có 3 liên kết đôi HOẶC
- Có 1 liên kết ba + 1 liên kết đôi HOẶC
- Có 1 vòng benzen (3π + 1 vòng)
- Ví dụ: $C_6H_6$ (benzen)
k = 4:
- Có 1 vòng benzen + 1 liên kết đôi (3π + 1 vòng + 1π)
- Có 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: Có 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 → 0π
Anken: $C_nH_{2n}$ → k = 1 → 1π
Ankin: $C_nH_{2n-2}$ → k = 2 → 2π
Este no: $C_nH_{2n}O_2$ → k = 1 → 1π
Benzen: $C_6H_6$ → k = 4 → 3π (+ 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
(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
