Vấn đề mới và khó trong sách Giáo khoa thí điểm

GIỚI THIỆU CHUNGBộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Hóa học trình độ Đại học, cao đẳng. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc.Trân trọngDanh mục Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận1.Công nghệ sản xuất bia2.Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong hạt tiêu đen3. Giảm tạp chất trong rượu4.Tối ưu hoá quá trình điều chế biodiesel5.Tinh dầu sả6.Xác định hàm lượng Đồng trong rau7.Tinh dầu tỏi8.Tách phẩm mầu9.Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm10.Tinh dầu HỒI11.Tinh dầu HOA LÀI12.Sản xuất rượu vang13.VAN DE MOI KHO SGK THI DIEM TN14.TACH TAP CHAT TRONG RUOUDanh mục Giáo trình1. Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Đỗ Đình Rãng2. Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Đỗ Đình Rãng3. Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Đỗ Đình Rãng4. Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Thái Doãn Tĩnh5. Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Thái Doãn Tĩnh6. Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Thái Doãn Tĩnh7. Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Thái Doãn Tĩnh8. Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Thái Doãn Tĩnh9. Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Thái Doãn Tĩnh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

MỤC LỤC 1

NỘI DUNG 5

Phần 1 Tổng quan lý thuyết 5

Chương 1 Một số vấn đề lý thuyết có liên quan đến chương trình hoá hữu cơ ở trung học phổ thông 5

1.Phân loại và đại cương về danh pháp hợp chất hữu cơ 5

1.1.Phân loại 5

1.2.Danh pháp 6

2.Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ 7

2.1.Thuyết cấu tạo hoá học 7

2.2.Các loại liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ 9

2.3.Phương pháp biểu diễn công thức hợp chất hữu cơ 13

2.4.Cách mô tả cấu trúc không gian phân tử hữu cơ 15

2.5.Đồng đẳng 17

2.6.Đồng phân 17

2.7.Cấu dạng 19

3.Phản ứng của hợp chất hữu cơ 19

3.1.Phân loại phản ứng hữu cơ 19

3.2.Các kiểu phân cắt cộng hoá trị 21

3.3.Khái niệm về cơ chế phản ứng và các phương pháp xác định cơ chế phản ứng 21

3.4.Phản ứng thế 22

3.5.Phản ứng tác (E) 30

3.6.Phản ứng cộng (A) 34

3.7.Phản ứng trùng hợp 38

3.8.Phản ứng trùng ngưng 42

Chương 2 Những điểm khó và mới của hoá hữu cơ trong chương trình sách giáo khoa trung học phổ thông thí điểm 43

1.So Sánh sách giáo khoa cũ và mới 43

1.1.So sánh chương trình hoá hữu cơ ở sách giáo khoa cũ và mới 43

1.2.So sánh nội dung hóa hữu cơ ở sách giáo khoa cũ và mới 45

2.Những vấn đề hoá hữu cơ khó hoặc mới trong sách giáo khoa thí điểm (Ban KHTN) 48

2.1.Chương trình hoá hữu cơ lớp 11 48

2.2.Chương trình hoá hữu cơ lớp 12 49

Phần 2 Hướng giải quyết những vấn đề khó và mới trong chương trình hoá hữu cơ trung học phổ thông 49

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm 49

1.Nội dung thực nghiệm sư phạm 49

2.Kết quả thực nghiệm sư phạm 62

Chương 4 Hướng giải quyết những vấn đề khó và mới trong chương trình hoá hữu cơ trung học phổ thông 70

Sách giáo khoa thí điểm (Ban KHTN) 70

1.Chương trình hoá hữu cơ lớp 11 70

1.1.Chương đại cương về hoá học hữu cơ 70

1.2.Chương Hiđocacbon no 87

1.3.Chương Anken – Ankadien – Ankin 91

1.4.Chương Anđehit – Xeton – Axit cacboxylic 94

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, do xu thế chung của sự phát triển xã hội, vai trò của giáo dục ngày càng được đề cao và được xem như một động lực trực tiếp nhất để bồi dưỡng nhân lực, thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế xã hội Do đó, nền giáo dục Việt Nam đang có những bước đi mới nhằm đưa nền giáo dục nước nhà đi lên, một trong những việc làm đó là cải cách, đổi mới nội dung và chương trình sách giáo khoa phù hợp với sự phát triển của nền tri thức nhân loại Tuy nhiên, trong chương trình hóa học hữu cơ ở trường THPT còn rất nhiều vấn đề tồn tại nhưng chưa thật sự được quan tâm để tìm ra hướng giải quyết Chẳng hạn, do tính chất đặc thù của bộ môn vừa mang tính thực nghiệm, vừa mang tính lý thuyết làm nảy sinh vấn đề là đôi khi có sự không hoàn toàn thống nhất giữa các kiến thức lý thuyết và kết quả thực hành Hơn nữa, hệ thống kiến thức hóa học rất trừu tượng, muốn tiếp thu được cần có hệ thống kiến thức bổ trợ của các môn học khác Đồng thời những kiến thức, khái niệm mang tính logic, có sự kế thừa và phát triển, trong khi thời gian và trình độ phổ thông có hạn Chính vì thế, nhiều lúc giáo viên gặp khó khăn trong trong việc truyền đạt kiến thức đến học sinh Có thể nói, còn nhiều và rất nhiều những vấn đề còn tồn tại, mà đáng chú ý là những tồn tại nảy sinh do sự bất cập về mặt phân phối chương trình và về mặt kiến thức: có những kiến thức chương trình không đưa vào và có những kiến thức đưa ra

không đầy đủ dẫn đến giáo viên không có những cơ sở để giải quyết, gây lúng túng cho giáo viên và gây nhầm lẫn cho học sinh.

Những tồn tại trên đều chưa hoàn toàn được quan tâm nghiên cứu để tìm

ra hướng giải quyết Do đó, với mong muốn đóng góp một phần nhỏ của mình để nghiên cứu một số vấn đề còn tồn tại, khó khăn trong thực tiễn dạy học Hóa hữu

cơ, đồng thời để hạn chế phần nào những sai lầm về kiến thức mắc phải khi giảng dạy Hóa hữu cơ ở chương trình hóa học phổ thông Trong phạm vi của

luận văn tốt nghiệp, tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu và đề xuất hướng giải quyết các vấn đề khó và mới về hoá hữu cơ trong sách giáo khoa hoá học thí điểm (Ban KHTN) ở Trung học phổ thông ”.

2 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu một số vấn đề khó của học phần Hóa hữu cơ ở trường THPT

mà chủ yếu là nghiên cứu vùng kiến thức gây nhiều khó khăn và nhầm lẫn cho giáo viên và học sinh THPT nhất

- Đề xuất một số biện pháp khắc phục làm cơ sở nghiên cứu cho các giáo viên hóa học ở trường THPT, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả của việc dạy và học bộ môn hóa ở trường phổ thông

- Chuẩn bị tốt kiến thức cho bản thân trước sự hoàn thiện và chính xác hóa các kiến thức hóa học, đặc biệt là sự vận dụng các kiến thức đó vào công tác giảng dạy của bản thân sau này, giảm sự sai sót về mặt kiến thức khi giảng dạy một số kiến thức Hóa hữu cơ ở chương trình hóa học phổ thông

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chương trình hóa học phổ thông mà chủ yếu dựa trên cấu trúc của một bài giảng hóa hữu cơ: cấu tạo, tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng, điều chế Đồng thời so sánh sự khác nhau về nội dung

- Nghiên cứu những vấn đề mới và gây nhiều khó khăn cho giáo viên và học sinh trong thực tiễn dạy và học Hóa hữu cơ ở sách giáo khoa thí điểm ở một

số trường THPT và ở các vùng miền khác nhau

- Tìm, xử lý và giải quyết những vấn đề quan trọng được nhiều người quan tâm nhất

4 Đối tượng nghiên cứu

Tiến hành nghiên cứu trên đối tượng học sinh và giáo viên ở một số trường THPT để từ đó rút ra những vấn đề khó và mới được nhiều người quan tâm nhất

5 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài tiến hành nghiên cứu những vấn đề khó và mới trong hoá hữu cơ ở sách giáo khoa thí điểm THPT dựa trên việc tiến hành thực nghiệm sư phạm ở học sinh bằng bài kiểm tra trắc nghiệm trong 45’ soạn thảo dựa trên những vấn

đề khó và mới đã đưa ra trước và ở giáo viên thì sử dụng phiếu tham khảo ý kiến

và trao đổi trực tiếp Dựa vào kết quả thực nghiệm sư phạm để đề xuất hướng giải quyết một số vấn đề khó và mới được nhiều người quan tâm nhất trên cơ sở tìm hiểu các tài liệu chuẩn nhất để giải thích hoặc trao đổi với các thầy cô thuộc chuyên ngành Hóa hữu cơ

NỘI DUNG

Phần 1 Tổng quan lý thuyết

Chương 1 Một số vấn đề lý thuyết có liên quan đến chương

trình hoá hữu cơ ở trung học phổ thông

1 Phân loại và đại cương về danh pháp hợp chất hữu cơ

1.1 Phân loại

Các hợp chất hữu cơ có thể được phân chia thành hai loại chính là hiđrocacbon (phân tử được cấu thành chỉ bởi hai nguyên tố C và H) và các dẫn xuất của các hiđrocacbon (một hay nhiều phân tử hiđro trong phân tử hiđrocacbon được thay thế bằng một hay nhiều nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác)

1.1.1 Phân loại theo mạch cacbon

Các hợp chất hữu cơ bao gồm cả hiđrocacbon lẫn dẫn xuất của hiđrocacbon, đều có thể được phân loại theo mạch cacbon như ở sơ đồ sau đây:

No Không no No Không no

1.1.2 Phân loại theo nhóm chức

Hiđrocacbon và các dẫn xuất của hiđrocacbon là những hợp chất có chứa nhóm định chức hay nhóm chức Nhóm chức là nhóm nguyên tử hoặc nguyên tử quyết định tính chất đặc trưng của hợp chất Sau đây là một số nhóm chức chính:a) Các nhóm chức nằm trong mạch cacbon: (anken),

(ankin)

b) Các nhóm chức chứa oxi: -OH (ancol), phenol, (anđehit), -COOH (axit cacboxylic),…

c) Các nhóm chức chứa nitơ: -NH2 (amin), (nitrin), …

d) Các nhóm chức chứa cả oxi lẫn nitơ: -CO-NH2 (amit), -NO2 (hợp chất nitro),

…

e) Các nhóm chức chứa lưu huỳnh: -SH (thiol), -S- (thioete),

g) Nhóm chức là nguyên tử halogen: -Cl (dẫn xuất clo), -Br (dẫn xuất brom),…

Khi xét các hợp chất hữu cơ cần xem xét cả nhóm chức lẫn mạch cacbon, hai bộ phận này của phân tử có ảnh hưởng lẫn nhau

1.2 Danh pháp

1.2.1 Danh pháp thường

Danh pháp thường hay danh pháp thông thường là loại danh pháp được hình thành dựa theo nguồn gốc tìm ra hoặc theo tính chất bề ngoài (màu sắc, mùi vị,…) hoặc một yếu tố khác không có tính hệ thống Thí dụ: ure có nguồn gốc từ urine (tiếng Pháp có nghĩa là nước tiểu) vì ure lần đầu tiên đựơc tách ra từ nước tiểu (1778)

Ví dụ: CH3CH2-Cl: Etyl clorua.

b) Tên thay thế:

Tên thay thế được viết liền (không viết cách như tên gốc - chức) nhưng có thể được phân chia làm ba phần như sau:

Tên phần thế + Tên mạch cacbon chính + Tên phần định chức

(có thể không có) (bắt buộc phải có) (bắt buộc phải có)

Ví dụ: H3C – CH3 : Etan

CH3-CH2-OH : Etanol

1.2.3 Danh pháp nửa hệ thống hay nửa thông thường

Loại danh pháp này có tính cách trung gian giữa hai loại trên, vì nó chỉ có một vài yếu tố hệ thống Ví dụ: stiren (C6H5CH=CH2) có nguồn gốc là stirax (tên loại nhựa cây cho ta stiren) và chỉ có hậu tố -en (nói lên sự có mặt của nối đôi C=C) là yếu tố hệ thống

2 Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ

2.1 Thuyết cấu tạo hoá học

2.1.1 Thuyết cấu tạo hoá học

Thuyết cấu tạo hoá học do Butlerop đề ra vào năm 1865 dựa trên các kết quả nghiên cứu của bản thân ông và của một số nhà hoá học khác như Couper, Kékulé, … Nhờ có thuyết này người ta đã giải thích và tiên đoán được nhiều hiện tượng quan trọng trong hoá hữu cơ, nhất là hồi cuối thế kỉ XIX và đầu thế kỉ XX

Nội dung cơ bản của thuyết cấu tạo hoá học bao gồm những luận điểm chính sau đây:

a) Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử kết hợp với nhau theo một thứ tự nhất định và theo đúng hoá trị của chúng Thứ tự kết hợp đó được gọi

là cấu tạo hoá học Sự thay đổi thứ tự kết hợp của các nguyên tử sẽ dẫn tới hợp chất mới

b) Cacbon trong phân tử hữu cơ luôn luôn có hoá trị 4 Các nguyên tử cacbon có thể kết hợp không những với những nguyên tử của các nguyên tố khác

mà còn kết hợp trực tiếp với nhau thành những mạch cacbon có dạng khác nhau (mạch không nhánh, mạch có nhánh, mạch vòng,…)

c) Tính chất của hợp chất hữu cơ phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất và số lượng nguyên tử) và cấu tạo hoá học (thú tự kết hợp các nguyên tử) Các nguyên tử trong phân tử có ảnh hưởng lẫn nhau

Từ những luận điểm sơ về cấu tạo hoá học của thế kỷ XIX hiện nay hoá học hữu cơ đã có thuyết cấu trúc hiện đại bao gồm cả cấu trúc electron, cấu trúc không gian và các hiệu ứng cấu trúc

2.1.2 Công thức cấu tạo

Công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ đã ra đời dựa vào các cơ sở chính yếu là: thuyết hoá trị Frankland (1852), các phát hiện của Kékulé và Couper (độc lập) năm 1858, các tổng kết của Alexandre Mikhailovie Butlerop (1864)

Hiện nay công thức cấu tạo thể hiện trật tự kết hợp và đặc tính các liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử, thể hiện cấu tạo hoá học trong mặt phẳng của chất khảo sát

Công thức cấu tạo được biểu hiện theo các nguyên tắc sau:

a) Mỗi nguyên tố biểu thị bằng một kí hiệu hoá học, mỗi hoá trị của các nguyên tố biểu thị bởi một vạch từ kí hiệu nguyên tố đi ra, số vạch bằng hoá trị của nguyên tố, không có nguyên tố nào có hoá trị dư

b) Mạch cacbon trong phân tử có thể thẳng, nhánh, vòng

c) Các nguyên tử có thể liên kết nhau theo liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba

d) Hướng của các mạch hoá trị không cần quá chặt chẽ

e) Công thức cấu tạo có thể viết thu gọn thành từng nhóm nguyên tử

2.2 Các loại liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ

2.2.1 Liên kết cộng hoá trị

Liên kết hoá học là vấn đề cơ bản nhất của lý thuyết cấu tạo phân tử Dựa trên mẫu nguyên tử của Bohr, 1916 Lewis và Kossel đã đề ra thuyết điện tử với 2 loại liên kết được mô tả: Liên kết ion bởi Wather Kossel (Đức) và liên kết cộng hoá trị bởi G.N.Lewisw (Mỹ) Cả hai ông đều cho rằng khi tham gia liên kết, nguyên tử có khuynh hướng đạt đến độ bền của cấu hình điện tử khí trơ

Theo Lewis, liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự góp chung electron giữa các nguyên tử Loại liên kết này để giải thích liên kết hoá học ở các chất không điện giải: các hợp chất của cacbon Đây là loại liên kết quan trọng chủ yếu trong việc nghiên cứu hoá hữu cơ

Bản chất liên kết cộng hóa trị theo quan niệm hiện đại: Liên kết cộng hoá trị được hình thành bằng sự xen phủ các obitan nguyên tử (AO) tạo nên obitan phân tử (MO) chung cho cả hai nguyên tử tham gia liên kết

Obitan tham gia xen phủ có thể là obitan thuần nhất s, p, d…hoặc có thể là obitan lai hoá sp, sp2, sp3 …Obitan lai hoá được tạo thành do sự tổ hợp lại các obitan thuần nhất, có hình dạng khác obitan ban đầu và có khả năng xen phủ cao hơn do đó liên kết hình thành cũng bền hơn.

Ví dụ: Cấu hình điện tử của cacbon:

- Ở trạng thái cơ bản: 1s22s22p2

- Ở trạng thái kích thích: 1s22s12px12py12pz1

Khi tạo thành liên kết, obitan 2s có thể tham gia lai hoá với một số obitan 2p theo các dạng sau:

a) Lai hoá sp3 Liên kết đơn:

Một obitan 2s tổ hợp với 3 obitan 2p sẽ hình thành 4 obitan lai hoá sp3

đồng nhất hướng về 4 đỉnh của một hình tứ diện đều mà tâm là nhân nguyên tử C

2s

2px2py

b) Lai hoá sp2 Liên kết đôi

Một obitan 2s tổ hợp với 2 obitan 2p sẽ tạo thành 3 obitan lai hoá sp2 đồng nhất có trục nằm trên một mặt phẳng tạo nên những góc ≈1200 và hướng về 3 đỉnh của một tam giác mà tâm là hạt nhân nguyên tử C

Lai hoá

π Tập hợp 1 liên kết π và một liên kết σ giữa hai nguyên tử là liên kết đôi.

c) Lai hoá sp Liên kết ba và liên kết đôi liền

Một obitan 2s tổ hợp với một obitan 2p sẽ hình thành 2 obitan lai hoá sp đồng nhất, có trục đối xứng cùng nằm trên một đường thẳng

Các obitan sp sẽ xen phủ trục với obitan của hai nguyên tử khác tạo thành

2 liên kết σ với góc hoá trị 1800 Còn lại 2 obitan 2p chưa lai hoá có trục thẳng góc với nhau và cùng thẳng góc với trục đối xứng chung của 2 obitan 2p sẽ dùng

để xen phủ bên với obitan chưa lai hoá của nguyên tử khác tạo nên những liên kết π Nếu 2 nguyên tử nối với nhau bằng 2 liên kết π và 1 liên kết σ ta có liên kết ba

d) Một số đặc điểm của liên kết cộng hoá trị

• Năng lượng liên kết:

Khi hình thành phân tử từ các nguyên tử (tạo nên các liên kết) năng lượng được toả ra (H<0: toả nhiệt), trái lại khi phân tử bị phá vỡ tái tạo các nguyên tử cấu thành (liên kết bị đứt ra) nó đòi hỏi phải cung cấp năng lượng (H>0: thu

Lai hoá

Lai hoá

Người ta có thể tính được năng lượng liên kết từ thiêu nhiệt (nhiệt đốt cháy) nếu biết sinh nhiệt (nhiệt hình thành) của các sản phẩm đốt cháy.

• Độ dài liên kết:

Khoảng cách giữa 2 hạt nhân của 2 nguyên tử liên kết với nhau được gọi

là độ dài liên kết

Ví dụ: Liên kết: C-C C=C

Độ dài: 1,54A0 1,34A0 1,20A0

Độ dài liên kết được xác định bằng các phương pháp vật lý như nhiễu xạ tia X, phổ vi sóng …Cũng có thể tính một cách gần đúng độ dài dA-B của liên kết giữa 2 nguyên tử A và B từ các bán kính cộng hoá trị rA và rB dựa theo biểu thức:

dA-B = rA +rB.Nhìn chung bậc của liên kết (đơn, đôi hoặc ba) càng tăng thì liên kết càng ngắn Đối với liên kết đơn giữa cacbon với nguyên tử khác, độ dài liên kết giảm khi tăng tỉ lệ obitan s trong obitan lai hoá (sp3 > sp2 > sp) hay nói cách khác độ dài liên kết giữa hai nguyên tử C càng giảm nếu liên kết π càng tăng

• Các đặc điểm khác: Liên kết cộng hoá trị có sự định hướng với góc hoá trị nhất định, đa số có sự phân cực,…

2.2.2 Liên kết hiđro

a) Khái niệm

Liên kết hiđro được hình thành giữa một nhóm phân cực và một nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) Y•• mang cặp electron tự do, nhờ một tương tác tĩnh điện yếu khoảng 20 – 25 kJ/mol

δ-• Liên kết hiđro liên phân tử: Đó là trường hợp mà X-H và Y thuộc về 2 phân tử riêng rẽ (giống nhau hoặc khác nhau) Ví dụ:

F .c) Ảnh hưởng của liên kết hiđro đến tính chất vật lí

Liên kết hiđro liên phân tử làm tăng mạnh nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy so với những chất có phân tử khối tương đương mà không có liên kết hiđro hoặc chỉ có liên kết hiđro nội phân tử Ví dụ: Nhiệt độ sôi của 3 chất có phân tử khối gần bằng nhau: CH3CH2OH: 780C, (CH3)2O: -240C, CH3SH: 60C Nhiệt độ nóng chảy của nitrophenol là: para 1140C, ortho: 440C

Sự hình thành liên kết hiđro giữa chất tan và dung môi làm tăng mạnh độ tan trong dung môi đó Độ tan sẽ tăng khi khả năng tạo liên kết hiđro của nhóm chức tăng và giảm khi gốc hiđrocacbon (không có khả năng tạo liên kết hiđro) càng lớn Ví dụ: Độ tan trong nước (g/100g H2O): CH3COOH: ∞, HCOOCH3:

30, C2H5OH: ∞, n-C4H9OH: 7,4.

2.3 Phương pháp biểu diễn công thức hợp chất hữu cơ

Theo thuyết cấu tạo hoá học, mỗi chất hữu cơ có một thành phần nguyên

tố và cấu tạo xác định, có thể biểu diễn bằng các công thức hoá học

2.3.1 Công thức đơn giản

Công thức đơn giản hay công thức kinh nghiệm chỉ rõ thành phần các nguyên tố và tỷ lệ nguyên tử giữa các nguyên tố Chẳng hạn, công thức phân tử của axit axetic là C2H4O2 nên công thức đơn giản hay kinh nghiệm là (CH2O).

2.3.2 Công thức phân tử

Công thức phân tử cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong phân tử

Khi viết công thức phân tử, phải viết theo quy ước: Trước hết là nguyên tố

C sau đến nguyên tố H, còn các nguyên tố tiếp theo viết theo thứ tự vần chữ cái

Ví dụ: CxHyNzOn

Muốn xác định công thức đơn giản hay công thức phân tử phải dựa vào kết quả phân tích nguyên tố theo phương pháp Lavoisier-Liebig hay Fritz Pregl của phản ứng đốt cháy hay oxi hoá

2.3.3 Công thức cấu tạo phẳng

Công thức cấu tạo phẳng biểu diễn cấu trúc của phân tử quy ước trên một mặt phẳng thường là mặt phẳng giấy

a) Công thức Lewis

Công thức Lewis biểu diễn các liên kết giữa các phân tử hay số electron hoá trị của mỗi nguyên tử bằng electron Số electron là bằng tổng electron của các nguyên tử đóng góp vào và các nguyên tử có xu hướng tạo trạng thái electron lớn nhất có thể có để có vòng electron bền vững của khí trơ Ví dụ:

H C H

C HH

H

HH

H

C C HH

Để đơn giản trong cách biểu diễn công thức, có thể ẩn các gạch liên kết, ẩn một phần hay toàn phần tuỳ thuộc vào yêu cầu cách biểu diễn, đồng thời cũng bỏ qua cặp electron không liên kết gọi là công thức rút gọn

2.4 Cách mô tả cấu trúc không gian phân tử hữu cơ

2.4.1 Mô hình

a) Mô hình rỗng

Các quả cầu tượng trưng cho các nguyên tử, các thanh

nối tượng trưng cho các liên kết giữa chúng Góc giữa các

thanh nối bằng góc lai hoá

b) Mô hình đặc

Các quả cầu cắt vát tượng trưng cho các nguyên tử

được ghép với nhau theo đúng vị trí không gian của chúng

2.4.2 Công thức

a) Công thức tứ diện

Công thức tứ diện được biểu diễn trong không gian dưới một hình tứ diện

mà 4 đỉnh là 4 nhóm thế và trung tâm là nguyên tử C Chẳng hạn, phân tử metan

có công thức tứ diện như hình vẽ:

H

H

C H H

CH3CH3

CH3 CH3

Công thức tứ diện được biểu diễn ở dạng khai triển theo chiều người quan sát.

- Đường mũi tên đậm ở phía trước mặt phẳng giấy hay ở gần người quan sát

- Đường hay mũi tên chấm chấm ở phía sau mặt phẳng giấy hay ở xa người quan sát

- Đường nét thường nằm trên mặt phẳng giấy

H

H

H H

H

H H

c, d : mạch cacbon phân tử, c có bậc oxi hoá cao hơn d

Lưu ý : Chỉ xoay công thức Fisher 1800 trong mặt phẳng giấy, nếu xoay

900 trong mặt phẳng giấy hoặc 1800 ngoài mặt phẳng sẽ dẫn đến công thức chất đối quang

c) Công thức phối cảnh

Được mô tả trong không gian ba chiều, liên kết giữa 2 nguyên tử C hướng theo đường chéo từ trái sang phải và xa dần người quan sát.

c

b a

c

c c

c c

a a

a

a b

c

a c c

c

c c

a

a

a

a b

Các hợp chất trong dãy đồng đẳng có tính chất vật lý như nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng khi tăng số nhóm metylen Do đó, khái niệm đồng đẳng thường dùng để dự đoán sự thay đổi tính chất vật lý khi thay đổi thành phần nhóm metylen nên nói chung ít được nghiên cứu

2.6 Đồng phân

Đồng phân là những hợp chất hữu cơ có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về cấu trúc, do đó tính chất vật lý và hoá học khác nhau.

2.6.1 Đồng phân cấu tạo

Các đồng phân khác nhau về cấu trúc phẳng gọi là đồng phân cấu tạo Loại đồng phân này thường gặp các dạng sau:

- Đồng phân về mạch cacbon nghĩa là chỉ khác nhau về cách sắp xếp mạch cacbon

- Đồng phân về vị trí nhóm chức: các hợp chất này có cùng nhóm chức nhưng khác nhau về sự phân bố vị trí nhóm chức

- Đồng phân về nhóm chức

2.6.2 Đồng phân lập thể

Những hợp chất hữu cơ có cùng công thức phân tử nhưng có tính chất khác nhau do phân bố các nhóm thế trong không gian khác nhau gọi là đồng phân lập thể

Còn gọi là đồng phân cis - trans, là loại đồng phân không gian sinh ra do

sự phân bố khác nhau của các nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) đối với phần cố định (cứng nhắc) của phân tử Phần cứng nhắc có thể là nối đôi hoặc vòng no có

từ 3 - 9 cacbon

Điều kiện để có đồng phân hình học:

- Điều kiện cần: Phân tử hữu cơ có bộ phận cứng nhắc (nối đôi: C=C, C=N, N=N; vong no,…) làm cản trở quay tự do của các nguyên tử hay nhóm nguyên tử xung quanh bộ phận cứng nhắc.

- Điều kiện đủ: 2 nguyên tử hay hai nhóm nguyên tử của mỗi nguyên tử

C ở nối đôi hoặc vòng no phải khác nhau

b) Đồng phân quang học

Những hợp chất có cấu trúc và tính chất vật lý và hoá học giống nhau nhưng khác nhau về khả năng quay mặt phẳng ánh sáng phân cực gọi là đồng phân quang học

Nguyên nhân gây ra tính hoạt động quang học là do phân tử không có yếu

tố đối xứng nào trong phân tử (trục, tâm hay mặt phẳng đối xứng…) Vậy điều kiện cần và đủ để xuất hiện đồng phân quang học là phân tử không có bất kì một yếu tố đối xứng nào trong phân tử

2.7 Cấu dạng

Cấu dạng là sự sắp xếp khác nhau trong không gian do sự quay xung quanh liên kết σ

Cấu dạng xen kẽ bền hơn cấu dạng che khuất

Cấu dạng hợp chất vòng có các loại sau: cấu dạng thuyền, cấu dạng xoắn, cấu dạng ghế, cấu dạng nửa ghế

3 Phản ứng của hợp chất hữu cơ

3.1 Phân loại phản ứng hữu cơ

Căn cứ vào sự biến đổi phân tử hợp chất hữu cơ trước và sau phản ứng, người ta phân phản ứng hữu cơ thành các loại sau:

a) Phản ứng thế

Phản ứng thế là phản ứng trong đó một nguyên tử hay một nhóm nguyên

tử trong phân tử hữu cơ được thay thế bằng một nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác Phản ứng thế được kí hiệu bằng chữ S (viết tắt của Substitution) Ví dụ:

c) Phản ứng tách

Phản ứng tách là phản ứng trong đó hai nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị tách ra khỏi phân tử hữu cơ mà không có nguyên tử hay nhóm nguyên tử nào thay thế vào

Phản ứng tách được kí hiệu bằng chữ E (Elimination)

d) Phản ứng phân huỷ

Ngoài các phản ứng thế, cộng, tách mà sau phản ứng bộ khung của phân

tử vẫn còn giữ được ít nhiều dáng vẻ ban đầu, còn có những phản ứng mà mạch phân tử bị phá huỷ đến mức không còn có thể nhận ra là sự thế hay tách Đó là các phản ứng phân huỷ Ví dụ như phản ứng cracking

3.2 Các kiểu phân cắt cộng hoá trị

3.2.1 Sự phân cắt đồng li Gốc tự do

Trong phản ứng hữu cơ, liên kết cộng hoá trị C-X (X có thể là H,C, I,…)

có thể bị phân cắt sao cho mỗi nguyên tử liên kết vẫn còn giữ được 1 electron vốn ở liên kết đó gọi là sự phân cắt đồng li

Các tiểu phân mang electron độc thân gọi là gốc tự do

Gốc tự do mà electron độc thân ở nguyên tử cacbon gốc cacbo tự do

Gốc tự do thường được hình thành nhờ ánh sáng hoặc nhiệt và là những tiểu phân có khả năng phản ứng cao Ví dụ:

H . + H Cl

3.2.2 Sự phân cắt dị li Cacbocation và cacbanion

Khi xảy ra phản ứng hữu cơ, liên kết C-X (X: Cl, Br, OH, H,…) có thể bị phân cắt về một phía nào đó (C hoặc X) sao cho cặp electron liên kết thuộc hẳn

về 1 trong 2 nguyên tử liên kết với nhau Đó là kiểu phân cắt dị li

- Sự phân cắt dị li ở phía C sẽ sinh ra 1 cation mà điện tích dương chủ yếu

ở nguyên tử cacbon, cation đó được gọi là cacbocation Kí hiệu: R(+)

- Sự phân cắt dị li ở phía nguyên tử X sẽ tạo thành 1 anion mà điện tích

âm chủ yếu ở nguyên tử C Anion được gọi là cacbanion Kí hiệu: R(-)

Gốc tự do, cacbocation, cacbanion là những tiểu phân trung gian (sản phẩm trung gian) của phản ứng hữu cơ

3.3 Khái niệm về cơ chế phản ứng và các phương pháp xác định cơ chế

phản ứng

3.3.1 Khái niệm

Cơ chế phản ứng là con đường chi tiết mà phản ứng xảy ra để tạo thành sản phẩm Cơ chế phản ứng mô tả những thay đổi cơ bản ở các phân tử trong quá trình phản ứng.

3.3.2 Các phương pháp xác định cơ chế phản ứng

Để nghiên cứu và chứng minh cho một cơ chế thường phải dùng nhiều phương pháp như: hoá lập thể, đồng hoá, hiệu ứng đồng vị, nguyên tử đánh dấu, xác nhận các sản phẩm trung gian

- Phương pháp động học xác định tốc độ, bậc và phân tử số của phản ứng

- Phương pháp hóa lập thể nhằm theo dõi sự biến đổi cấu hình của phản ứng

- Phương pháp nguyên tử đánh dấu xác định được liên kết nào bị phân cắt trong quá trình phản ứng

- Phương pháp xác nhận sự có mặt sản phẩm trung gian là một trong những dẫn chứng tốt về cơ chế phản ứng

Cơ chế gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn khơi mào: X X − → askt 2X •

- Giai đoạn phát triển mạch:

C + Y- nhanh C Y

Sơ đồ cơ chế phản ứng SN1 viết trên đã được đơn giản hoá, không đề cập đến sự sonvat hoá các ion R+, X-, cũng như sự tạo thành cặp ion R X+ − đó

và TTCT khi tạo thành cặp ion đó R Xδ+ δ−

Trong trường hợp X là OH hay OR cần hoạt hoá X bằng H+ hoặc ZnCl2

R(+) có cấu trúc phẳng hay gần như phẳng cho nên X mặt tiến công của Y-

từ 2 phía vào C(+) phải tương đương nhau, như vậy nếu xuất phát từ RX quang hoạt (cấu dạng R hoặc S) sau phản ứng được biến thể Raxemic

- X

C Y

giữ nguyên cấu hình

Thực tế, sự raxemic hoá xảy ra không hoàn toàn vì tỷ lệ sảm phẩm quay cấu hình và giữ nguyên cấu hình thường lớn hơn 1 Đó là vì khi R(+) kém bền,

X(-) chưa kịp ra xa, Y(-) đã tiến công R(+) và do vậy phải đi vào phía không có

X(-) Nếu độ bền của R(+) tăng lên thì tỷ lệ sản phẩm raxemic sẽ tăng theo

Như vậy, phản ứng SN1 gây nên sự raxemic hoá và một phần quay cấu hình

c) Dẫn chứng

quay cấu hình

Raxemic hoá

Phản ứng có bậc 1, v = k[ RX], tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào Y(-).

 Sự chuyển vị Vanhe-Mecvai trong phản ứng thế nuclêophin

Đây là loại chuyển vị làm thay đổi bộ khung cacbon trong phản ứng thế (mà thực chất là sự chuyển vị từ một R(+) kém bền thành R(+) bền hơn, trước khi tạo phản ứng thế

Y C X

C

Y

Như vậy, phản ứng SN2 làm quay cấu hình phân tử.

c) Dẫn chứng

Phản ứng bậc 2, v = k[RX][Y-], tốc độ phản ứng phụ thuộc nồng độ và bản chất của Y(-) cũng như RX

3.4.2.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng S N 1 , S N 2

a) Cấu tạo gốc hiđrocacbon

- Gốc no: Bậc của gốc R trong RX càng cao, khả năng phản ứng SN2 càng giảm, trong khi đó khả năng phản ứng SN1 càng tăng

- Gốc không no và gốc thơm: Các gốc alyl và benzyl làm cho khả năng phản ứng SN1 cũng như SN2 đều tăng, trái lại các gốc vinyl và phenyl làm giảm mạnh khả năng phản ứng

Ph CH ,CH − = CHCH X> CH3CH2X > PhX,CH 2 = CHX.b) Bản chất của nhóm được thay thế

Khi R không thay đổi, khả năng phản ứng thế nucleophin của X trong RX giảm theo thứ tự sau:

Nói chung phản ứng SN1 không phụ thuộc tác nhân nucleophin trong khi

đó tốc độ phản ứng SN2 lại tăng theo nồng độ và lực nucleophin của tác nhân Lực này phụ thuộc cấu trúc của tác nhân theo quy luật sau:

- Anion có tính nucleophin cao hơn phân tử trung hoà tương ứng:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

- Đưa nhóm thế đẩy electron vào tác nhân sẽ làm tăng lực nucleophin

- Đưa nhóm thế cồng kềnh vào tác nhân sẽ làm giảm lực nucleophin:

Me > Et > i-Pr > t-Bu

d) Dung môi

Dung môi giữ vai trò hết sức quan trọng trong phản ứng SN1 cũng như

SN2 Không có dung môi các phản ứng đó khó có thể xảy ra Khi chuyển từ dung môi này sang dung môi khác không những tốc độ phản ứng biến đổi mà đôi khi biến đổi cả cơ chế phản ứng

b) Quy luật thế electronphin trong nhân benzen

 Quy luật thế trong dẫn xuất một lần thế

- Các nhóm thế có hiệu ứng +C, +H hoặc +I mạnh thường hoạt hoá nhân thơm (trừ halogen) và định hướng cho nhóm thế mới ưu tiên đi vào các vị trí ortho và para

chậm

nhanh

- Trái lại, các nhóm thế có hiệu ứng –C, -H và –I phản hoạt hoá nhân thơm

và định hướng cho nhóm thế mới ưu tiên đi vào vị trí meta

Định hướng ortho, para:

 Quy luật thế trong dẫn xuất hai lần thế

- X và Y đều có hiệu ứng +C: Nếu X và Y ở vị trí meta, sự định hướng phù hợp nhau, nếu ở vị trí ortho hoặc para, nhóm thế có hiệu ứng +C mạnh hơn sẽ quyết định hướng thế

- X có hiệu ứng +C, Y có hiệu ứng –C: nếu chúng ở vị trí ortho hoặc para,

sự định hướng phù hợp nhau, nếu ở vị trí meta nhóm +C sẽ quyết định hướng thế

- X và Y đều có hiệu ứng –C: phản ứng rất khó khăn, nếu X và Y ở vị trí meta sự định hướng phù hợp nhau, nếu chúng ở vị trí ortho hoặc para nhóm thế

có hiệu ứng -C mạnh hơn sẽ quyết định hướng thế

3.4.3.2 Phản ứng thế nucleophin (S N 1Ar và S N 2Ar)

c) Ảnh hưởng của cấu trúc đến khả năng phản ứng

- Bản chất của Z: Tính chất hút electron của Z càng mạnh, khả năng phản ứng của X càng cao

- Bản chất của X: Tính chất hút electron của X càng mạnh khả năng phản ứng của nó càng cao

Đây là điều khác với phản ứng SN2Ar ở nguyên tử cacbon no

3.4.3.2.2 Cơ chế S N 1Ar

Phản ứng SN1Ar xảy ra với các hợp chất điazoni và iôđôni thơm

a) Cơ chế: Phản ứng 2 giai đoạn, tương tự SN1 ở dãy béo:

c) Ảnh hưởng của cấu trúc đến khả năng phản ứng

Nhóm thế m-R, nếu đẩy electron thì tốc độ phản ứng tăng, nếu hút electron thì tốc độ phản ứng giảm

Ar N N15(+)

Ar N N(+)

Nhóm thế p-R, bất kì là đẩy hay hút electron đều làm tăng tốc độ phản ứng.

Nhóm thế o-R thường làm tăng tốc độ phản ứng (trừ Me, Ph,…)

Những yếu tố làm thuận lợi SN1 nói chung cũng làm thuận lợi cho E1.

3.5.2 Phản ứng tách lưỡng phân tử (E2)

X

R R

H

Y

X

R R

- X

- HY

R R

X

R R

H

Y

X

R R

- HY

R

R TTCT anti

TTCT sync) Dẫn chứng

(+)SR2, OSO2 Ar, ) thì sẽ tách ra cùng với H ở Cβ bậc thấp nhất (qui tắc Hofman).

Qui tắc Hofman ngược với qui tắc Zaixep và chủ yếu áp dụng cho phản ứng E2

3.5.4 Quan hệ giữa phản ứng tách và thế nucleophin

Các phản ứng tách và thế nucleophin thường xảy ra song song , tuỳ điều kiện cụ thể mà một phản ứng nào đó chiếm ưu thế hơn, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến mối quan hệ đó

a) Cấu trúc của gốc hiđrocacbon R

- Phản ứng lưỡng phân tử: Khi bậc R tăng lên, khả năng phản ứng E2 cũng tăng, còn khả năng phản ứng SN2 lại giảm Như vậy, đối với các dẫn xuất bậc cao, phản ứng E2 chiếm ưu thế

- Phản ứng đơn phân tử: Khi mức độ cồng kềnh ở R tăng lên, tỉ lệ sản phẩm E1/SN1 sẽ tăng

b) Tác nhân phản ứng Y(-)

- Phản ứng lưỡng phân tử:

+ Cả 2 phản ứng đều phụ thuộc nồng độ Y(-) E2 phụ thuộc lực bazơ của Y(-), còn SN2 lại phụ thuộc lực nucleophin Cho nên nếu chọn bazơ yếu mà tính nucleophin mạnh, thí dụ I- ta dễ dàng tăng hiệu suất sản phẩm thế và ngược lại

+ Cả 2 phản ứng đều chịu ảnh hưởng không gian của Y(-), song ảnh hưởng đó đối với SN2 lớn hơn rất nhiều so với E2 Vì vậy, chọn Y(-) rất cồng kềnh có thể khống chế chỉ cho E2 xảy ra.

- Phản ứng đơn phân tử: Nói chung phản ứng đơn phân tử không phụ thuộc nồng độ Y(-) Tuy vậy, lực bazơ càng lớn thì khả năng tách proton của R(+)

càng tăng do đó tỉ lệ E1/SN1 sẽ tăng Mặt khác, nếu tăng kích thước Y(-) thì khả năng phản ứng SN1 sẽ giảm rõ rệt, trong khi đó khả năng phản ứng E2 ít thay đổi

Vì vậy, chon Y(-) rất cồng kềnh có thể khống chế chỉ cho E1 xảy ra

c) Dung môi

Nguyên tắc chung là nếu mức độ tập trung điện tích ở TTCT cao hơn ở trạng thái ban đầu thì sự tăng độ phân cực của dung môi làm cho phản ứng thuận lợi hơn

- Phản ứng lưỡng phân tử: Tăng độ phân cực của dung môi sẽ gây bất lợi cho E2 nhiều hơn, do đó tỉ lệ E2/SN2 sẽ giảm

- Phản ứng đơn phân tử: độ phân cực của dung môi xúc tiến mạnh giai đoạn tạo R(+) nhưng lại kìm hãm giai đoạn tạo ra sản phẩm cuối, nhất là đối với E1 Vì vậy tỉ lệ E1/SN1 sẽ giảm theo độ phân cực của dung môi

Vì những lẽ trên, khả năng đề hiđro halogen hoá của các hệ tác nhân – dung môi tăng theo thứ tự sau :

KOH < EtOK < t-BuOKHOH < EtOH < t-BuOHd) Nhiệt độ

Theo phương trình Arrhenius, khi nhiệt độ tăng phản ứng nào có năng lượng hoạt hóa (Ea) lớn hơn, tốc độ phản ứng sẽ tăng với mức độ nhanh hơn

Phản ứng tách có Ea lớn hơn phản ứng thế ~ 2Kcal/mol nên tốc độ phản ứng sẽ tăng nhanh hơn và với một nhiệt độ nào đó sản phẩm tách sẽ chiếm ưu

XY : Hal2, Hal-Hal, HHal, HOH, H2SO4,…

Trước khi tạo thành R(+) có thể tạo thành phức π giữa C=C và XY Cơ chế

AE vào nối ba nói chung tương tự cơ chế AE vào nối đôi

 Phản ứng cộng vào đien liên hợp

Khả năng phản ứng cộng liên quan đến tác nhân, chất xúc tác và đặc biệt

là cấu trúc hợp chất chưa no

- Ảnh hưởng của nhóm thế: nhóm thế đẩy electron (σ < 0) ở liên kết kép làm tăng khả năng phản ứng AE, trái lại nhóm thế hút electron (σ > 0) làm giảm khả năng phản ứng

- Khả năng phản ứng của liên kết ba kém hơn liên kết đôi

d) Hướng cộng electronphin

Phản ứng cộng electronphin luôn luôn xảy ra ưu tiên theo hướng hình thành cacbocation trung gian tương đối bền hơn, đây là qui tắc Maccopnhicop đã được khái quát hoá

Maccopnhicop kinh nghiệm: Trong phản ứng cộng axit hoặc nước (kí hiệu chung là HA) vào liên kết C=C của anken, H (phần tử mang điện tích dương) cộng vào C mang nhiều H hơn (cacbon bậc thấp hơn) còn A (phần tử mang điện âm) cộng vào C mang ít H hơn (cacbon bậc cao hơn)

3.6.2 Phản ứng cộng gốc tự do (A R )

Khác với phản ứng AE, phản ứng AR xảy ra khi chiếu sáng hoặc khi có chất khơi mào như oxi, peoxit, có thể thực hiện phản ứng AR ở tướng khí hoặc trong dung môi không phân cực

a) Cơ chế

Cũng như phản ứng SR, phản ứng AR thường là phản ứng dây chuyền: bước 1 là khơi mào, tạo gốc tự do hoạt động; bước 2 phát triển mạch; bước 3 là tắt mạch Các bước 1 và 3 tương tự trong phản ứng SR, bước 2 như sau:

- Gốc tự do X• tấn công vào vị trí nào thuận lợi về mật độ e

Như vậy, sản phẩm phản ứng AR khác với sản phẩm phản ứng AE, tuy cả 2 phản ứng đều diễn ra theo hướng tạo sản phẩm trung gian tương đối bền

C OX Y

TTCT của giai đoạn chậm:

C O

C O C

OHR OH

H

OR OH

- Xúc tác bazơ:

C O

C OR O

ROH HO

ROR

C OR OH

RO

b) Hoá lập thể

Bình thường phản ứng cộng XY vào R1R2C=O không có tính đặc thù lập thể, vì sẽ tạo ra biến thể raxemic R1R2C(OX)Y Tuy nhiên, nếu nhóm C=O nối với C* thì sẽ ưu tiên tạo ra một đồng phân quang học không đối quang nào đó, theo quy tắc Cram: Y δ− − X δ+ cộng vào nhóm C=O từ phía ít bị án ngữ không gian và ứng với TTCT ổn định hơn

Ví dụ: RCOCLTbN trong đó L, Tb, N lần lượt là những nhóm lớn, trung bình và nhỏ

Tỉ lệ 2 sản phẩm đồng phân phụ thuộc kích thước các nhóm thế trong hợp chất cacbonyl và tác nhân

c) Ảnh hưởng của cấu trúc đến khả năng phản ứng AN

- Hiệu ứng e: Theo cơ chế phản ứng, khả năng phản ứng của nhóm C=O

sẽ càng cao nếu δ+ ở cacbon càng lớn và điện tích âm ở TTCT càng được giải toả Như vậy, nhóm thế hút e (CCl3, CF3,…) làm tăng khả năng phản ứng, trái lại, nhóm đẩy e (Me, Et,…) làm giảm khả năng phản ứng

- Hiệu ứng không gian: Tác nhân nucleophin thường có kích thước lớn nên kích thước của nhóm thế ở C=O có thể gây hiệu ứng SI: nhóm thế càng cồng kềnh, khả năng phản ứng của C=O càng giảm

R

O

Tb L

O Tb

L

N YX

L R

OX

Y +

L R

OX

Y

gồm các đoạn mạch (khối) xây dựng nên từ những mắt xích monome theo một trật tự.

d) Trùng hợp vòng (chuyển hóa vòng thành polime mạch thẳng)

3.7.2 Cơ chế phản ứng trùng hợp

Phản ứng trùng hợp xảy ra theo cơ chế dây chuyền Căn cứ vào bản chất của xúc tác được sử dụng, có thể phân biệt ba dạng cơ chế trùng hợp: trùng hợp gốc, trùng hợp cation và trùng hợp anion

b) Giai đoạn phát triển mạch

R

H2C CH2

R n

Z +

+ Sự chuyển nguyên tử H giữa các gốc:

RO H2C CH

R

H2C CH R n

RO H2C CH

R

H2C CH2R n

+

RO H2C CH

R

H2C CH R n

RO H2C CH

R

R n

Nhiều loại hợp chất không no có dạng CH2=CHR hoặc CH2=CR2, trong đó

R có thể là ankyl, phenyl, ankoxi,…Những nhóm R này có tác dụng đẩy e, làm phân cực hoá liên kết đôi, do đó chúng có thể tương tác với chất xúc tác có khả năng nhận hoặc nhường e để trở thành cacbocation hoặc cacbanion tham gia phản ứng trùng hợp Các phản ứng trùng hợp loại này gọi là phản ứng trùng hợp ion

Tuỳ theo tính chất của xúc tác và điện tích của ion tạo thành mà người ta phân biệt thành trùng hợp cation và trùng hợp anion

a) Cơ chế trùng hợp cation

Trùng hợp cation xảy ra khi có mặt xúc tác là HCl, H2SO4, AlCl3, BF3, …

và gồm 3 giai đoạn Ví dụ: phản ứng trùng hợp propen: