hoahoc

Khái niệm độ bất bão hòa k và ứng dụng trong giải toán Để tìm hiểu về độ bất bão hòa k, trước tiên Sao băng xin nhắc lại cách thiết lập công thức tổng quát của các hiđrocacbon no mạch hở[r]

Khái niệm độ bất bão hòa k và ứng dụng trong giải toán

Để tìm hiểu về độ bất bão hòa k, trước tiên Sao băng xin nhắc lại cách thiết lập công

thức tổng quát của các hiđrocacbon no mạch hở như sau :

 Gọi hiđrocacbon ban đầu có x nguyên tử C thì tổng số electron hóa trị tự do ban đầu của x nguyên tử C sẽ là 4x.

 Để tạo mạch hở, gồm toàn nối đơn thì giữa x nguyên tử C phải có x  1 nối

đơn C – C và sử dụng mất 2x 1 electron hóa trị

 Số electron hóa trị còn lại của C sẽ kết hợp với electron hóa trị của H để tạo ra

 

4x 2 x 1 2x2 liên kết C – H

Do đó, công thức chung dãy đồng đẳng của hiđrocacbon no mạch hở là CnH2n+2

Hiđrocacbon no mạch hở được xem là có công thức ở mức bão hòa, vì khi

thêm liên kết  hoặc vòng vào công thức thì ta đều phải mất thêm e để tạo thành liên kết

Từ đó, ta có một hệ thức là : với hiđrocacbon bất kỳ C x H y thì luôn có y2x2.

Một số thầy giáo và một số tác giả đã mở rộng kết quả này ra cho hợp chất

CxHyOzNt với công thức : y2x t 2,đồng thời đặt ra công thức tính độ bất bão

hòa :

2

k    

(với k là số liên kết  hoặc số vòng)

Tuy nhiên, để các bạn có thể hiểu được một cách thấu đáo về cách tính k, Sao

băng xin đưa ra một cách lý giải cho công thức trên mà Sao băng vẫn dùng để dạy cho các học trò :

 Trong công thức bão hòa (mạch hở và chỉ có nối đơn) mỗi nguyên tử muốn

gắn vào mạch C thì đều phải mất 2 electron để tạo liên kết đơn với 2 nguyên

tử nằm ở 2 bên nó.

 Như vậy, số electron hóa trị mà nó còn lại bằng số electron hóa trị vốn có

của nó – 2.

Ví dụ trong CxHyOzNt thì số electron hóa trị còn lại của các nguyên tố lần lượt là :

C : x4 2  2x

H : y1 2  y

O : z2 2  0

N : t3 2  t

Chỉ trừ 2 nguyên tử nằm ở 2 đầu mạch chỉ phải liên kết với một nguyên tử khác

nằm phía trong mạch Do đó, phải cộng thêm 2.

 Tổng số electron hóa trị còn lại là : e2x y t  2

 Mỗi liên kết  hoặc mỗi vòng sẽ làm tiêu tốn của phân tử thêm 2e để tạo

thành liên kết, do đó mà số liên kết  hoặc số vòng sẽ là :

2

k    

Đại lượng k đặc trưng cho mức độ không no của phân tử nên được gọi là

Độ bất bão hòa

Với cách hiểu như vậy, công thức tổng quát để tính độ bất bão hòa k sẽ là :

2

x i n i

k     k 0 Thử thách nho nhỏ : hãy nêu ví dụ

những hợp chất hữu cơ có k 0

với x i là hóa trị của nguyên tố thứ i và n i là số nguyên tử tương ứng của nguyên tố đó trong hợp chất hữu cơ

Theo công thức trên, độ bất bão hòa của phân tử C16H24O5N6P2S sẽ là :

4 2 16 1 2   24 2 2 5 3 2 6 3 2 2 2 2 1 2

9 2

Tức là tổng số liên kết  và số vòng trong phân tử này là 9

Hy vọng cách hiểu như vậy sẽ giúp các bạn hiểu được, nắm được và áp dụng được

các đánh giá liên quan đến k để phục vụ cho việc biện luận trong giải toán hóa học,

không chỉ với các nguyên tố C, H, O, N mà có thể là cả S, P…

Một số bài tập toán có liên quan đến việc sử dụng độ bất bão hòa k :

Ví dụ 1 : Đốt cháy hoàn toàn 11g hỗn hợp A chứa axetilen, propilen và metan thu

được 12,6g nước Mặt khác 5,6 lit hỗn hợp trên phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 50g brom Xác định thành phần phần trăm về thể tích của hỗn hợp ban đầu, biết các thể tích khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.

Ví dụ 2 : Một hỗn hợp gồm một ankan và một ankin đem đốt cháy hoàn toàn cần

đúng 36,8g oxi và thu được 12,6g H2O Số mol CO2 sinh ra bằng 8/3 số mol hỗn hợp đầu

a Tính tổng số mol của hỗn hợp

b Xác định CTCT có thể có của ankan và ankin

c Tính tỷ khối hơi của hỗn hợp so với hiđrô