Những Kiến Thức Cơ Bản Về Hóa Hữu Cơ Bạn Cần Biết

Hóa hữu cơ là một phần lý thuyết quan trọng và có vai trò trọng tâm trong chương trình hóa học phổ thông. Các bài tập về hóa hữu cơ chiếm gần như hơn một nửa trong phần lớn các bài thi. Vì vậy, để giúp bạn củng cố kiến thức về hóa hữu cơ, hãy cùng Marathon Education khám phá bài viết dưới đây.

Định nghĩa hợp chất hữu cơ

Hợp chất hữu cơ là các hợp chất chứa cacbon (trừ CO2, CO, muối cacbonat và hợp chất xyanua và cacbua,…).

Bạn đang xem: Những Kiến Thức Cơ Bản Về Hóa Hữu Cơ Bạn Cần Biết

Đặc điểm của hợp chất hữu cơ

Để được công nhận là một hợp chất hữu cơ, hợp chất đó phải đáp ứng các yếu tố sau:

• Thành phần cấu tạo nhất định phải chứa C.
• Những nguyên tử C phải liên kết với nhau và có liên kết với H, O, N,…
• Liên kết hóa học chủ yếu là loại liên kết cộng hóa trị.
• Kém bền nhiệt, dễ cháy hơn các hợp chất vô cơ, dễ bay hơi.
• Các phản ứng diễn ra thường chậm, không hoàn toàn hay không theo một hướng nhất định để tạo thành nhiều sản phẩm.
• Đa số không tan trong nước, chỉ tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.

Phân loại hợp chất hữu cơ

Chương trình hóa hữu cơ trong học phổ thông cũng giúp bạn biết cách phân loại hợp chất hữu cơ. Cụ thể như sau:

• Hợp chất hữu cơ thường được chia thành 2 loại:
  • Hiđrocacbon: trong phân tử hợp chất chỉ chứa C và H. Hiđrocacbon sẽ được chia thành các loại: hidrocacbon no (ankan,…), hiđrocacbon không no (anken, ankin,…), hiđrocacbon thơm (benzen,…)
  • Dẫn xuất của hidrocacbon: là những hợp chất mà trong phân tử ngoài C và H thì còn có thêm các nguyên tố khác như O, N, S, Cl,…Dẫn xuất hiđrocacbon cũng được chia thành nhiều loại như dẫn xuất halogen (CH3Cl, C6H5Br,…); ancol (CH3OH, C2H5OH,…)

Bên cạnh đó, người ta cũng phân loại hợp chất hữu cơ dựa trên dạng mạch cacbon:

• Mạch hở: cấu tạo phân tử của hợp chất hữu cơ không đóng thành vòng khép kín, bao gồm mạch thẳng và mạch nhánh.
• Mạch vòng: Các hợp chất hữu cơ có công thức cấu tạo ở dạng vòng khép kín, gồm đồng vòng (vòng chỉ gồm C) và dị vòng (ngoài C còn chứa các nguyên tố hóa học khác như O, N,… trên vòng).

Tên gọi của hợp chất hữu cơ

Để nhận biết tốt các hợp chất thường gặp trong hóa hữu cơ, bạn cần nắm được quy tắc gọi tên của các hợp chất này.

Tên gọi thông thường

Tên thông thường của những hợp chất hữu cơ thường được đặt dựa trên nguồn gốc tìm ra các loại chất này. Ví dụ:

• HCOOH: axit fomic (formica: kiến).
• CH3COOH: axit axetic (acetus: giấm).

Danh pháp IUPAC

Theo danh pháp IUPAC, ta sẽ có công thức để gọi tên hợp chất hữu cơ như sau:

• Tên gốc chức: Tên phần gốc + tên phần định chức.
  • CH3CH2Cl: etyl clorua
  • CH3COOCH2CH3: etyl axetat
  • CH3CH2-O-CH3: etyl metyl ete
• Tên thay thế: Tên phần thay thế + tên mạch C chính + tên phần định chức
  • CH3CH2Cl: cloetan
  • CH2=CH2: eten
  • CH2=CH-CH2-CH3: but-1-en

Ngoài ra, để dễ dàng gọi tên các hợp chất hữu cơ, bạn cần thuộc nằm lòng bảng công thức.

Phân tích nguyên tố trong hóa hữu cơ

Trong chương trình hóa hữu cơ trung học phổ thông, ta có 2 cách phân tích nguyên tố hóa học như sau:

Phân tích định tính

• Mục đích: Xác định nguyên tố có trong hợp chất hữu cơ đã biết.
• Nguyên tắc: Chuyển các nguyên tố hữu cơ trong hợp chất thành những chất vô cơ đơn giản. Sau đó, sử dụng các phản ứng đặc trưng để nhận biết.

Phân tích định lượng

• Mục đích: Xác định thành phần % khối lượng các nguyên tố có trong hợp chất hữu cơ.
• Nguyên tắc: Xác định chính xác khối lượng của hợp chất hữu cơ cần phân tích. Tiếp đến, chuyển nguyên tố C thành CO2, H thành H2O, N thành N2. Cuối cùng, tính chính xác khối lượng hay thể tích của các chất tạo thành. Từ đó, tính được % khối lượng ban đầu của các nguyên tố.

Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ

Để làm tốt các dạng bài tập về hóa hữu cơ, công thức phân tử của các hợp chất này là một trong những kiến thức quan trọng bạn cần nắm vững.

Công thức tổng quát

Công thức tổng quát giúp bạn biết sơ bộ về những nguyên tố có trong hợp chất hữu cơ. Ví dụ, với công thức tổng quát CxHyOzNt, ta biết rằng hợp chất hữu cơ này chứa C, H, O và N.

Công thức đơn giản nhất

Công thức đơn giản nhất là công thức biểu thị tối giản tỉ lệ về số nguyên tử có trong hợp chất hữu cơ xác định.

Để thiết lập công thức đơn giản của hợp chất hữu cơ CxHyOzNt, ta dựa trên tỉ lệ:

• Bước 1: Gọi công thức phân tử của hợp chất hữu cơ là: (CTĐGN)n (với n∈N)
• Bước 2: Tính độ bất bão hòa (k) của phân tử (chỉ áp dụng khi hợp chất có chứa liên kết cộng hóa trị, không áp dụng cho hợp chất có liên kết ion).
• Bước 3: Dựa trên biểu thức k để chọn giá trị n. Từ đó, suy ra công thức phân tử của hợp chất hữu cơ.

Công thức phân tử

Công thức phân tử là công thức biểu đạt số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong phân tử. Để thiết lập công thức phân tử, bạn có thể áp dụng một trong 3 cách như sau:

Cách 1: Dựa trên thành phần % khối lượng các nguyên tố

Cho công thức phân tử CxHyOz, ta sẽ có tỉ lệ:

Từ đó ta có:

Cách 2: Dựa vào công thức đơn giản nhất

• Bước 1: Gọi công thức phân tử của hợp chất hữu cơ là: (CTĐGN)n (với n∈N)
• Bước 2: Tiến hành tính độ bất bão hòa (k) của phân tử (chỉ áp dụng khi hợp chất có chứa liên kết cộng hóa trị, không áp dụng cho hợp chất có liên kết ion).
• Bước 3: Dựa vào biểu thức k để chọn giá trị n. Từ đó, suy ra công thức phân tử của hợp chất hữu cơ.

Cách 3: Tính trực tiếp dựa trên thông tin về khối lượng sản phẩm cháy

Cho phản ứng cháy:

• Áp dụng nguyên tắc bảo toàn nguyên tố: nC= nCO2; nH= 2.nH2O; nN= 2.nN2
• Áp dụng nguyên tắc bảo toàn khối lượng: mHCHC = mC + mH + mO + mN + … = tổng khối lượng các nguyên tố.

Sản phẩm cháy của hợp chất hữu cơ (CO2, H2O,…) được hấp thu vào các bình:

• Các chất hút nước là H2SO4 đặc, P2O5, các muối khan → khối lượng bình tăng là khối lượng nước;
• Dung dịch bazơ thường được dùng để hấp thụ CO2, ta suy ra được rằng khối lượng bình tăng là khối lượng CO2.

Nếu gặp phải những bài toán cho hỗn hợp sản phẩm cháy (CO2 và H2O) vào bình đựng nước vôi trong hoặc dung dịch Ba(OH)2 thì:

• Khối lượng bình tăng: m↑= mCO2+ mH2O
• Khối lượng dung dịch tăng: mdd↑= (mCO2+ mH2O) – mkết tủa
• Khối lượng dung dịch giảm: mdd↓= mkết tủa – (mCO2+ mH2O)

Công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ

Thuyết cấu tạo hóa học trong hóa hữu cơ đề cập đến một số kiến thức quan trọng cần nắm như sau:

• Trong phân tử của chất hữu cơ, các nguyên tử sẽ liên kết với nhau theo đúng như hóa trị và theo một trật tự nhất định. Thứ tự liên kết này được gọi là cấu tạo hóa học.
• Sự thay đổi thứ tự liên kết sẽ tạo thành những hợp chất hữu cơ mới.
• Tính chất của những hợp chất này sẽ được xác định dựa trên thành phần phân tử và cấu tạo hóa học của chất đó.

Hiện tượng đồng đẳng và đồng phân

Đồng đẳng và đồng phân là 2 khái niệm cơ bản mà bạn cần phân biệt được khi học hóa hữu cơ.

Đồng đẳng

Đồng đẳng chỉ những chất có tính chất hóa học tương tự nhau nhưng hơn kém nhau một hoặc nhiều nhóm -CH2.

Ví dụ: metan CH4, etan C2H6, propan C3H8 là các chất đồng đẳng của nhau.

Đồng phân

Khái niệm về đồng phân dùng để nói về những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về cấu tạo hóa học.

Ví dụ: Công thức là C2H6O sẽ có 2 công thức cấu tạo là:

• CH3 – CH2 – OH (ancol etylic)
• CH3 – O – CH3 (đimetyl ete)

Phân loại liên kết trong hợp chất hữu cơ

Trong hợp chất hữu cơ thường tồn tại những loại liên kết phổ biến như sau:

• Liên kết đơn: tạo bởi 1 cặp electron dùng chung, được gọi là liên kết σ.
• Liên kết đôi: tạo bởi 2 cặp electron dùng chung, bao gồm 1 liên kết σ và 1 liên kết ?, được biểu diễn bởi 4 dấu chấm hay 2 gạch nối.
• Liên kết ba: tạo bởi 3 cặp electron dùng chung, gồm 1 liên kết σ và 2 liên kết ?, biểu diễn bởi 6 dấu chấm hay 3 gạch nối.
• Liên kết đôi và liên kết ba gọi chung là liên kết bội.

Hóa hữu cơ bao hàm nhiều kiến thức quan trọng đối với học sinh cấp 3. Hy vọng sau khi đọc xong bài viết, bạn sẽ biết thêm được nhiều thông tin hữu ích và mới mẻ về các hợp chất hữu cơ.

Hãy liên hệ ngay với Marathon để được tư vấn nếu bạn có nhu cầu học trực tuyến nâng cao kiến thức nhé! Marathon Education chúc bạn thành công trong các bài kiểm tra và kỳ thi sắp tới!

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu hóa