Phần 1: Hóa học hữu cơ và các hợp chất của chúng

Carbon không chỉ liên kết hóa học với các nguyên tố khác mà chúng còn có thể liên kết với nhau tạo nên khoảng hơn 10 triệu hợp chất khác nhau là các hợp chất của carbon.. Trong khi các

Môn học: HÓA HỌC HỮU CƠ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TS ĐẶNG THỊ HÀ

leha1645@yahoo.com

2TC = 1.5 TC lý thuyết + 0.5 TC thực hành và bài tập

= 37.5 tiết

Phần 1: Hóa học hữu cơ và các hợp chất

của chúng

1 Chất hữu cơ là gì? Thế nào là hóa học hữu cơ?

2 Đặc điểm và Tính chất hóa học cơ bản của Carbon?

Chất hữu cơ là các chất chứa nguyên tử carbon (trừ CO, CO2, các muối carbonat…)

Nguyên tố Carbon: - số nguyên tử bằng 6

- là một nguyên tố phi kim có hóa trị 4 phổ biến,

- có nhiều dạng thù hình khác nhau, phổ biến nhất là 3 dạng thù hình gồm cacbon vô định hình, graphit và kim cương

- Carbon có 2 đồng vị ổn định, có nguồn gốc tự nhiên là 12C,

(98,89%) và 13C, (1,11%).

- Một đồng vị không ổn định, cũng có nguồn gốc tự nhiên là đồng

vị phóng xạ là 14C

- Ngoài ra còn biết 15 đồng vị khác nữa và đồng vị có tuổi ngắn nhất là C8, nó phân rã theo bức xạ proton và phân rã alpha

Carbon không chỉ liên kết hóa học với các nguyên tố khác mà chúng còn có thể liên kết với nhau tạo nên khoảng hơn 10 triệu

hợp chất khác nhau là các hợp chất của carbon Trong khi các

nguyên tố còn lại trong bảng hệ thống tuần hoàn chỉ tạo nên được khoảng 1 triệu hợp chất không chứa carbon.

Vai trò của Hóa hữu cơ?

Hợp chất hữu cơ

1 Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ

- Chứa nguyên tố carbon và các nguyên tố khác như H, S, P, O,

halogen, kim loại…

- Nguyên tử carbon liên kết với các nguyên tố khác và liên kết với nhau tạo thành các loại mạch carbon rất đa dạng như mạch hở, mạch vòng…

- Liên kết hóa học trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hóa trị, rất

ít khi là liên kết ion

Liên kết cộng hóa trị?

Liên kết ion/điện hóa trị/điện tích?

Liên kết cộng hóa trị là liên kết

được hình thành giữa các

nguyên tử bằng một hay nhiều

cặp điện tử (electron) chung.

Liên kết ion là một liên kết hóa học

có bản chất là lực hút tĩnh điện giữa hai ion mang điện tích trái dấu, được hình thành do sự dịch chuyển một hoặc nhiều electron từ nguyên tử này sang nguyên tử

khác

Hợp chất hữu cơ

1 Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ

- Chứa nguyên tố carbon và các nguyên tố khác như H, S, P, O,

halogen, kim loại…

- Nguyên tử carbon liên kết với các nguyên tố khác và liên kết với nhau tạo thành các loại mạch carbon rất đa dạng như mạch hở, mạch vòng…

- Liên kết hóa học trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hóa trị, rất

ít khi là liên kết ion

- Các HCHC tương đối dễ nóng chảy và dễ bay hơi, ít/không tan trong nước nhưng dễ tan trong các dung môi hữu cơ

- Các HCHC dễ cháy và phân hủy bởi nhiệt

- Các phản ứng hóa học của HCHC thường không xảy ra theo một quy tắc nhất định nên sản phẩm của phản ứng thường là một hỗn hợp sản phẩm

Hợp chất hữu cơ

2 Phân loại hợp chất hữu cơ

Phân loại theo mạch carbon Phân loại theo nhóm chức

Thơm Không thơm Thơm Không thơm

- HCHC đồng vòng trong mạch vòng chỉ chứa nguyên tử carbon

- HCHC dị vòng trong mạch vòng ngoài nguyên tử carbon còn chứa các

dị nguyên tố khác như S, O, N…

Phân loại theo mạch carbon Phân loại theo nhóm chức

Hợp chất hữu cơ

2 Phân loại hợp chất hữu cơ

Nhóm chức là gì?

Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử quyết định tính chất hóa học của HCHC gọi là nhóm chức

- Ankan, xycloankan

- Anken, xycloanken, polien

- Ankin, xycloankin, polin

- Aren: đồng vòng thơm

- Hetaren: dị vòng thơm

- Dẫn suất halogen

- Ancol, phenol

- Axit carboxilic…

HCHC đơn chức HCHC đa chức

Phần 2: Cấu tạo phân tử HCHC

1 Thuyết cấu tạo hóa học

1) Trong phân tử các nguyên tử kết hợp với nhau theo một trật tự xác định Sự biến đổi trật tự này dẫn đến sự tạo thành chất mới có

những tính chất mới

2) C luôn có hóa trị 4 Chúng không chỉ liên kết với nhau tạo ra các

mạch cacbon đa dạng mà còn liên kết với các nguyên tử khác

3) Tính chất của các chất không chỉ phụ thuộc vào thành phần mà còn vào cấu tạo hoá học, nghĩa là vào cách sắp xếp các nguyên tử trong phân tử và ảnh hưởng tương hỗ của chúng

Hiện tượng đồng đẳng, đồng phân

Đồng đẳng? Đồng phân?

Dãy đồng đẳng là một dãy các hợp chất hữu cơ với cùng một công

thức tổng quát, với các tính chất hóa học tương tự do sự hiện diện của cùng một nhóm chức, và thể hiện các tính chất vật lý biến đổi dần dần

do kết quả của việc tăng kích thước và khối lượng phân tử

Các đồng phân là các phân tử với cùng công thức hóa học tổng quát

và thông thường với cùng loại liên kết hóa học giữa các nguyên tử,

nhưng trong đó các nguyên tử được sắp xếp khác nhau hay có công thức cấu trúc khác nhau Các chất đồng phân không nhất thiết có cùng tính chất hóa học trừ khi chúng có cùng nhóm chức

Đồng phân cấu tạo/cấu trúc Đồng phân lập thể

1 Đồng phân mạch cacbon

3 Đồng phân vị trí nhóm chức

2 Đồng phân nhóm chức 1 Đồng phân hình học

2 Đồng phân quang học

Hình thể Cis-trans

Ví dụ: Đồng phân cấu tạo/mặt phẳng

1 Đồng phân mạch cacbon: C5H12, C6H12

2 Đồng phân nhóm chức: C6H12, C4H6, C2H6O, C3H6O2

3 Đồng phân vị trí nhóm chức

Đồng phân lập thể/không gian: có công thức cấu tạo, sắp xếp liên kết giống nhau nhưng khác nhau trong không gian làm cho chúng không thể chống khít lên nhau được

Đồng phân hình học: nếu sự phân bố khác nhau đối với một mặt phẳng, mặt phẳng pi hay mặt phẳng vòng gọi là đồng phân hình học

Sự phân bố trong không gian khác nhau dẫn đến tính chất vật lý và hóa học cũng khác nhau

Đồng phân quang học: Những hợp chất có cấu trúc và tính chất vật lý

và hóa học giống nhau nhưng khác nhau về khả năng quay mặt ánh sáng phân cực gọi là đồng phân quang học