TỔNG ôn lý THUYẾT hữu cơ lớp 11 12

Liên 3.Đồng phân cấu tạo a.Khái niệm đồng phân cấu tạo Những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng có cấu tạo hóa học khác nhau gọi là những đồng phân cấu tạo b.Phân loại đồng phân

CHƯƠNG : ĐẠI CƯƠNG HÓA HỌC HỮU CƠ

I.PHÂN LOẠI GỌI TÊN CÁC CHẤT HỮU CƠ

1.Phân loại theo nhóm chức

2 liên kết đôi

CnH2n-2 (n ≥ 3) Ankin 1 liên kết ba CnH2n-2 ( n ≥2) Vòng

No Xicloankan CnH2n (n ≥ 3) Thơm Benzen và các đồng đẳng CnH2n-6 (n ≥ 6)

b.Dẫn xuất của hidrocacbon (hay hợp chất có nhóm chức):

-Nhóm chức là nhóm nguyên tử gây ra những phản ứng hóa hoạc đặc trưng cho phân tử hợp chất hữu cơ

4 Amin bậc I -NH2 R-NH2

3.Gọi tên các chất hữu cơ

a.Tên thông thường: Nhiều tên thường có nguồn gốc lịch sử phát minh

Ví dụ: Axit fomic (từ formica: kiến), axit axetic (từ acetus: giấm), mentol (từ metha piperita: bạc hà )

b.Tên hệ thống theo danh pháp IUPAC

- Tên gốc chức = Tên phần gốc + Tên phân định thức

Ví dụ: CH3-Cl: (metyl clorua); CH3COOC2H5: etyl axetat

CH3CO-Cl: axetyl clorua; CH3OCH3: Đimetyl ete

- Tên thế = Tên phần thế + Tên mạch chính + Tên nhóm chức

(có hoặc không) (buộc phải có) (buộc phải có)

H3C-CH2Cl Etyl clorua Cloetan

H3C-CH2-OH Ancol etylic Etanol

CH3-CHO Anđehit axetic Etanal

CH3-COOH Axit axetic Axit etanoic HOCH2-CH2OH Etylen glicol Etan- 1,2-điol

II CÔNG THỨC PHÂN TỬ CHẤT HỮU CƠ

1.Tính PTK chất hữu cơ

1 Khối lượng (mA gam) và có số mol nA

(mol)

A A A

mM

n



2 Khối lượng riêng của chất khí (Do g/lít) MA 22,4.Do

3 Tỉ khối hơi của chất hữu cơ A so với chất

4 Tỉ lệ thể tích khí đo trong cùng một điều

kiện về nhiệt độ và áp suất

1000 g dung môi

- t: độ tăng nhiệt độ sôi

- k:hằng số nghhiệm sôi

2.Lập CTPT chất hữu cơ

*Cách 1: Lập CTPT qua công thức đơn giản nhất (CTĐGN)

Đặt công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ là CxHyOzNt

Từ định luật thành phần không đổi ta có tỷ lệ:

x, y, z, t CTPT

M12x y 16z 14t

x, y, z, t CTPTC% H% O% %N 100

2 2 2

A

M44x 9y 14t

-Phương trình PTK của chất A chứa 4 ẩn số là x, y, z, t

-Dựa vào các điều kiện của đề ra ta biện luận phương trình vô định trên để suy ra công thức phân tử của hợp chất hữu cơ

Hợp chất hữu cơ có oxi: C x H y O z

Phương trình vô định chứa 3 ẩn số: 12x + y +16z = MA

Hợp chất hữu cơ chứa nitơ: C x H y N t

Phương trình vô định chứa 3 ẩn số: 12x + y + 14t = MA

Lần lượt xét các trường hợp t = 1; 2; ta lại có phương trình vô định chứa 2 ẩn

b.Dạng 2: Chỉ xác định đƣợc CTĐG của chất hữu cơ

Hợp chất chỉ chứa C x H y hoặc C x H y O z :

Biện luận dựa vào điều kiện: nH ≤ 2nC + 2 hay y ≤ 2x +2

Hợp chất có chứa nitơ: C x H y N t hoặc C x H y O z N t

Biện luận dựa vào điều kiện: nH ≤ 2nC + 2 + nN hay y ≤ 2x + 2 + t

c.Dạng 3: Xác định đƣợc CTĐG của chất hữu cơ và nhóm chức

Từ CTĐG ta chuyển thành công thức có nhóm chức, sau đó đồng nhất với công thức tổng quát của dãy đồng đẳng để suy ra CTPTT

III CẤU TRÚC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

1.Đồng đẳng và đồng phân

a.Đồng đẳng

-Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hoặc nhiều nhóm CH2nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp thành dãy đồng đẳng

-Các chất cùng dãy đồng đẳng chứa cùng số liên kết đôi hoặc số liên kết ba hoặc chứa cùng số nhóm định chức

*Một số dãy đồng đẳng

Dãy đồng đẳng CTPT Điều kiện Đặc điểm cấu tạo

1 Ankan CnH2n+2 n ≥ 1 Mạch hở, chỉ có 1 liên kết đơn

2 Anken CnH2n n ≥ 2 Mạch hở, có một liên kết đơn

3 Ankin CnH2n-2 n ≥ 2 Mạch hở, chỉ có 1 liên kết ba

4 Ankađien CnH2n-2 n ≥ 3 Mạch hở, có 2 liên kết đôi

5 Aren CnH2n-6 n ≥ 6 Có 1 nhân benzen

Ancol etylic CH3-CH2-OH

-Chất lỏng, vị cay, gây say

-Tan vô hạn trong nước

-Được tạo thành do sự xen phủ xảy ra

trên trục nối giữa 2 hạt nhân nguyên tử

Trục đối xứng của 2 obitan xen phủ trùng

b.Liên kết đơn và liên kết bội

-Liên kết đơn: có một cặp electron chung giữa 2 nguyên tử tham gia liên kết Liên

kết đơn chỉ gồm một liên kết xích ma

-Liên kết bội: Gồm 2 loại là liên kết đôi và liên kết ba

-Liên kết đôi: có hai cặp electron chung giữa 2 nguyên tử tham gia liên kết Liên

kết đôi gồm một liên kết xích mà và một liên kết pi

-Liên kết ba: Có ba cặp electron chung giữa hai nguyên tử tham gia liên kết Liên

3.Đồng phân cấu tạo

a.Khái niệm đồng phân cấu tạo

Những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng có cấu tạo hóa học khác nhau gọi

là những đồng phân cấu tạo

b.Phân loại đồng phân cấu tạo

Đồng phân vị trí nhóm chức: Khác nhau

về vị trí nhóm chức hay vị trí của liên kết

đôi, liên kết ba trên mạch cacbon

a.Khái niệm: Đồng phân lập thể là những đồng phân có cấu tạo hóa học như nhau (cùng

công thức cấu tạo) nhưng khác nhau về phân bố không gian của các nguyên tử trong phân

tử (tức khác nhau về cấu trúc không gian của phân tử)

b.Đồng phân hình học (đồng phân cis- trans)

Điều kiện cận và đủ để có đồng phân cis-trans là:

-Phải có liên kết đôi (hoặc vòng no)

-Có hai nguyên tử cacbon của liên kết đôi (hoặc vòng no) phải liên kết với các nguyên tử hoặc nhóm thế khác nhau

c.Quan hệ giữa đồng phân cấu tạo và đồng phân lập thể

Đồng phân cấu tạo Đồng phân lập thể

-Công thức cấu tạo khác nhau

-Tính chất khác nhau

-Công thức cấu tạo giống nhau -Cấu trúc không gian khác nhau -Tính chất khác nhau

5.Phương pháp viết công thức cấu tạo các đồng phân

*Bước 1: Tính chỉ số cấu tạo k của hợp chất hữu cơ

Chỉ số k cho biết trong CTCT phân tử hợp chất hữu cơ có liên kết đôi, đơn hay ba,

-Tổ hợp k của chất với độ không nó của nhóm chức để suy ra mạch cacbon no, không no hoặc mạch vòng

1 -CHO 1 1 0 Mạch C no và hở

-CO- 2

2 -COOH 1 1 0 Mạch C no và hở

-COO- 2

*Bước 3: Sau khi xác định được nhóm chức, gốc no hay không no tức là đã xác định

được dãy đồng đẳng, tiến hành viết CTCT theo các bước sau:

-Viết các đồng phân cấu tạo với mỗi dãy đồng đẳng đã xác định được viết như sau:

Viết các mạch cacbon khác nhau có số nguyên tử cacbon là n cho chất có nhóm chức không có C và (n – 1) cho chất có nhóm chức có C

Điền nhóm chức có hóa trị 1 vào các giá trị khác nhau của mỗi mạch

Xen nhóm chức có hóa trị 2 vào các vị trí khác nhau của mỗi mạch

-Xét đồng phân cis-trans đối với các chất có liên kết đôi C=C

IV.CÁC LOẠI PHẢN ỨNG HÓA HỌC TRONG HÓA HỮU CƠ 1.Phàn ứng thế

a.Khái niệm: Một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử của phân tử chất hữu cơ được thay

thế bởi nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác

b.Một số phản ứng thuốc loại phản ứng thế:

*Thế nguyên tử H của hidrocacbon:

Halogen hóa: CH4 Cl2asktCH Cl3 HCl

Dẫn xuất halogen: CH Br3 NaOHt CH OH3 NaBr

Este: CH COOC H3 2 5NaOHt CH COONa3 C H OH2 5

-Phản ứng trùng hợp và đồng trùng hợp: Phản ứng cộng của 2 hay nhiều phân tử

của cùng một chất hay của một số chất cùng loại

b.Phân loại

-Quy ước trong liên kết C-H nguyên tử H có hiêu ứng cảm ứng: I = 0

-Nhóm thế hoặc nguyên tử có độ âm điện lớn hơn H hút mây electron  và gây ra hiệu ứng cảm ứng âm (-I)

-Nhóm thế hoặc nguyên tử có độ âm điện bé hơn H hút mây electron  và gây ra hiệu ứng cảm ứng dương (+I)

c.Tính chất của hiệu ứng cảm ứng: Hiệu ứng cảm ứng truyền trên dây liên kết  và cường độ giảm dần khi ta tâm hiệu ứng

d.Áp dụng: Giải thích tính axit bazơ của các chất

*Độ mạnh của axit: Nhóm gây hiệu ứng –I làm tăng độ phân tử của liên kết H-O nên

làm tăng tính axit ngược lại nhóm gây hiệu ứng +I làm giảm tính axit

Ví dụ: Tính axit tăng theo dãy sau các dãy sau:

CH3COOH < ClCH2COOH < Cl2CHCOOH < Cl3CCOOH

C2H5OH < CH3COOH < HCOOH < ClCH2COOH < FCH2COOH

*Độ mạnh của bazơ: Nhóm thể đấy electron (+I) làm tăng mật độ electron trên nguyên

tử N nên làm tăng khả năng nhận proton, do đó làm tăng tính bazơ và ngược lại nhóm thế rút (-I) làm giảm tính bazơ

Ví dụ: Tính bazơ giảm dần trong các dãy sau:

NH(CH3)2 > CH3NH2 > NH3

HO-NH2 < NH2-NH2

2.Hiệu ứng liên hợp

a.Định nghĩa

-Hiệu ứng liên hợp là hiệu ứng dịch chuyển mây electron π trong các hệ liên hợp

π-π (hai liên kết π-π cách nhau 1 liên kết ) hoặc liên hợp p-π (cặp electron chưa tham gia liên kết và liên kết π cách nhau 1 liên kết ) do tác dụng hút hoặc đẩy electron của nhóm thế

-Sự dịch chuyển electron trong hiệu ứng liên hợp được biểu diễn bằng mũi tên cộng

d.Áp dụng

*So sánh độ mạnh của axit và bazơ

-Nhóm gây hiệu ứng –C làm tăng tính axit và làm giảm tính bazơ

-Nhóm gây hiệu ứng +C làm giảm tính axit và làm tăng tính bazơ

Nhóm cacbonyl có hiệu ứng –C mạnh hơn gốc phen, do đó nguyên tử hidro trong nhóm chức cacboxyl của axit linh động hơn nguyêntử hidro trong nhóm hidroxyl của phenol

Do vậy axit hữu cơ có tính axit mạnh hơn phenol

-Tính bazơ tăng theo dãy sau: C6H5NH2 < NH3 < CH3NH2

Tính bazơ của C6H5NH2 yếu nhất do hiệu ứng –C của nhóm C6H5- làm giảm linh động của đôi electron chưa liên kết trên nguyên tử nitơ

Giải thích cơ chế phản ứng

(h.1) (h.3) (h.2)

-Các nhóm OH và NH2 gây hiệu ứng +C đổi với nhân thơm (hình 1 và hình 2) nên làm tăng mật độ electron của nhân thơm đặc biệt tăng nhiều ở các vị trí 2,4, 6 Do vậy và định hướng phản ứng thế electrophin vào nhân thơm ở các vị trí ortho (2 và 6) và para (4) -Nhóm NO2 gây hiệu ứng –C đối với nhân thơm (hình 3) nên làm giảm mật độ electron của nhân thơm đặc biệt giảm nhiều ở các vị trí 2,4, 6 Do vậy đã đính hướng phản ứng thế electrophin làm nhân thơm ở các vị trí meta (3 và 5)

CHƯƠNG 5: HIDROCACBON NO

ANKAN

I.ĐỒNG PHÂN- TÊN GỌI- TÍNH CHẤT VÂT LÍ

1.Đồng phân và tên gọi

*Đồng phân: Từ C4H10 trờ đi có đồng phân mạch cacbon

*Tên gọi ankan

-Ankan mạch thằng: Tên mạch chính + an

-Tên gọi gốc ankyl CnH2n+1: Tên mạch chính + yl

-Ankan mạch nhánh: Số chỉ vị trí- tên nhánh + tên mạch chính + an

Mạch chính dài nhất đồng thời cùng có nhiều nhánh nhất Đánh số trên mạch chính sao cho tổng số vị trí các nhánh nhỏ nhất

Tên mạch nhánh được gọi theo thứ tử bảng chữ cái, dùng các tiền tố độ bội để đếm

-Brom hầu như chỉ thế ở cacbon bậc cao

-Flo hoạt động hóa học mạnh nên hủy ankan thành C và HF

-Iot hoạt đồng hóa học yếu nên không phản ứng

-Tổng hợp Wurt-Fittig: 2R X 2Na    Ete R R 2NaX

Ví dụ: 2CH Cl3 2Naete CH3CH32NaCl

2C H COONa 2H O C H 2CO 2NaOH H

2CH COONa 2H O C H 2CO 2NaOH H

Xícloankan là những hidrocacbon no có vòng hay nhiều vòng Monoxicloankan có

1 vòng và có công thức tổng quát là CnH2n với n ≥ 3

1.ĐỒNG PHÂN- TÊN GỌI

a.Cách viết CTCT các đồng phân

-Bắt đầu với vòng lớn nhất có n nguyên tử cacbon sau đó thu dần dến vòng nhỏ nhất

có 3 nguyên tử cacbon

-Vòng có số nhánh ≥ 2: Xét đồng phân có vị trí tương đối của các nhánh

-Nhánh có số nguyên tử cacbon ≥ 3: Xét đồng phân cấu tạo của nhánh

b.Tên gọi: Số vị trí- tên nhánh + xiclo + tên nhánh chính + an

Đánh số trên vòng sao cho: tổng số chỉ vị trí các nhánh nhỏ nhất

-Xiclobutan, xiclopentan, xiclohexan: không phản ứng

2.Thế: Các vòng xiclopentan và xiclohexan bên tham gia phản ứng thể tương tự ankan

3.Tách hidro: Tạo thành hidrocacbon không no hoặc hidrocacbon thơm

*Tên gọi

-Tên thế: Số chỉ vị trí – tên nhánh + tên mạch chính – số chỉ vị trí – en

-Tên thường: Tên ankan cùng cacbon thay an bằng ilen

-Tên thường gốc hóa trị I: CH2=CH-: vinyl; CH2=CH-CH2- : anlyl

*Quy tắc Macopnicop: Phản ứng cộng của anken không đối xứng, với tác nhân cộng

không đổi xứng xảy ra theo hường chính là phần anion của tác nhân cộng tấn công vào nguyên tử cacbon mang ít H hơn (cacbon bậc cao hơn) của liên kết đôi

2.Trùng hợp: Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành những phân tử lớn gọi là polime

-Phản ứng xảy ra theo quy tắc Maccopnicop

3 Oxi hóa: sản phẩm phụ thuộc nồng độ KMnO4 và nhiệt đô phản ứng

KHÁI NIỆM VỀ TECPEN

I.THÀNH PHẦN, CẤU TẠO VÀ DẪN XUẤT

1.Thành phần: Tecpen là nhóm hidrocacbon không no có CTPT chung là (C6H8)n có nhiều trong tinh dầu thảo mộc

2 Cấu tạo: Phân tử tecpen có cấu tạo mạch hở hoặc mạch vòng và có chứa các liên kết đôi C=C

3 Dẫn xuất: Bao gồm các dẫn xuất chứa oxi: ancol, xeton, axit, este,

II NGUỒN TECPEN THIÊN NHIÊN

1.Nguốc tecpen thiên nhiên

-Nguồn thức vật: oximen (trong tinh dầu húng quế), limonen (trong tinh dầu chanh bưởi); geraniol (trong tinh dầu hoa hồng), xitronelol (trong tinh dầu sả); α- pinen (trong tinh dầu thông); metanol và menton (trong tinh dầu bạc hà); caroten và licopen C40H56(sắc tố màu đỏ của cà rốt và cà chua chín); phitol C20H39OH (có trong thành phần phân tử clorophin dưới dạng este)

-Nguồn động vật: squalen C30H50 (trong tinh dầu gan cá), vitamin A C20H29OH (trong lòng đỏ trứng, dầu gan cá)

2.Khai thác tecpen: DÙng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

ANKIN

CTPT chung: CnH2n-2 (n ≥ 2, với 1 liên kết ba)

Ankin là những hidrocacbon mạch hở có 1 liên kết ba trong phân tử

I.ĐỒNG PHÂN VÀ TÊN GỌI

-Đồng phân: ankin từ C4 trở đi có đồng phân mạch cacbon và đồng phân vị trí liên kết ba

-Tên gọi: số vị trí – tên nhánh + tên mạch chính – số chỉ vị trí – in

C H   H OH C H O(anđehit hoặc xeton)

e Đime hóa và trime hóa

t ,xt

2 C,600

  

C2H2 thu được từ đất đèn có mùi hooi do lẫn các tạp chất: H2S; NH3; PH3

Dễ dàng tách được C2H2 từ hỗnhợp với H2 vì C2H2 có nhiệt độ sôi (-75°C) khác xa

CHƯƠNG 7:HIDROCACBON THƠM, NGUỒN

HIDROCACBON THIÊN NHIÊN

I.ĐỒNG PHÂN – TÊN GỌI – TÍNH CHẤT VẬT LÝ

-Đồng phân và tên gọi: Mạch chính là vòng thơm, phần còn lại liên kết với cacbon

của vòng thơm là gốc hay nhóm thế

Khi có nhiều hơn 2 nhóm thế ta có quy tắc sau

Vị trí tương đối Đọc là Viết tắt

1,2-đimetylbenzen hay o-xilen 1,3-đimetylbenzen hay m-xilen

-Nếu có nhiều hơn 2 gốc trên vòng thơm thì đánh số và gọi tên gốc theo qui tắc gọi tên hidrocacbon mạch nhánh

1-etyl-2-metyl-4-propylbenzen

-Tính chất vật lí: Benzen và các ankyl benzen là chất lỏng không màu, có mùi

thơm và độc hại cho sức khỏe, không tan trong nước, tan được trong các dung môi hữu

cơ và chính chúng cũng là dung môi tốit của nhiều chất

II TÍNH CHẤT HÓA HỌC: Dễ thế - khó cộng – bền với các chất oxi hóa 1.Thế

a.Halogen hóa

b Nitro hóa

*Quy luật thế vào nhân thơm

-Nếu vòng benzen có sẵn nhóm thế đẩy electron: nhóm gây hiệu ứng +1 (gốc ankyl), nhóm gây hiệu ứng +C (-OH; -NH2; -OCH3; -NHR, ) thì phản ứng thế vào vòng

sẽ dễ dàng hơn và hướng nhóm thế vào các vị trí ortho và para

-Nếu vòng benzen có sẵn nhóm thể hút electron: nhóm gây hiệu ứng –C (-NO2; COOH; -SO3H; -CHO; -COO-; ) thì phản ứng thế vào vòng sẽ khó hơn và hướng nhóm thế vào vị trị meta

Nếu vòng benzen có cả hai nhóm định hướng không phù hợp nhau thì ưu tiên chọn hướng thế theo nhóm đẩy electron

2 Cộng: Luôn xảy ra theo tỉ lệ mol 1: 3

C H CH 2KMnO C H COOK 2MnO KOH H O

5C H CH 6KMnO 9H SO 5C H COOH 6MnSO 3K SO 14H O

STYREN VÀ NAPHTALEN

A.STIREN: C8H8 (C6H5-CH=CH2)

-Là chất lỏng không mảu, nhẹ hơn nước và không tan trong nước

I.TÍNH CHẤT: Tính chất của liên kết đôi: cộng – trùng hợp – oxi hóa

1.Phản ứng thế: Dễ hơn so với benzen

2 Phản ứng cộng

3 Phản ứng oxi hóa: không tác dụng với dung dịch KMnO4

CHƯƠNG 8: DẪN XUẤT HALOGEN- ANCOL-

PHENOL

MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ SỞ

I.LIÊN KẾT HIDRO