Hóa học luôn mang đến cho chúng ta những điều kỳ diệu. Nó không “khó như lý, bí như hình hay linh tinh như toán đại”. Hóa học cần chút tư duy và suy ngẫm cũng như sự tò mò của mỗi người. Việc học và tìm hiểu về hợp chất hữu cơ là một phần quan trọng trong chương trình học của học sinh cũng như những người đam mê hóa.
Hãy cùng tôi tìm hiểu về chủ đề này ngay trong bài viết dưới đây.
Nếu hóa học nghiên cứu về sự hợp thành các chất, cấu tạo cũng như nguyên lý tạo nên chúng, những phản ứng giữa các chất có trong môi trường tự nhiên hoặc nhân tạo. Vậy thì với hợp chất hữu cơ chúng ta sẽ nghiên cứu về khái niệm của nó, cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ cũng như cách đọc tên của dạng vật chất này.
1: Hợp chất hữu cơ là gì?
Khái niệm: hợp chất hữu cơ là một lớp lớn của các hợp chất hóa học mà các phân tử của chúng có chứa cacbon, ngoại trừ các cacbua, cacbonat, cacbon oxit ( monoxit và đioxit ), xyanua. Sự nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ gọi là hóa hữu cơ.
Rất nhiều hợp chất trong số các hợp chất hữu cơ, chẳng hạn như protein, chất béo, và cacbonhydrat, là những chất có tầm quan trọng trong hóa sinh học. Bạn có thể hiểu rằng hợp chất hữu cơ chính là hợp chất của cacbon trừ CO2, CO, muối cacbonat, xianua, cacbua…
Người được xem là cha đẻ của khái niệm này chính là But – le – rop (1828 – 1886)
2: Cùng tìm hiểu về cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ.
Theo thuyết cấu tạo hóa học thì “trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị và theo một thứ tự nhất định. Thứ tự đó gọi là cấu tạo hóa học. Sự thay đổi thứ tự liên kết đó tức là thay đổi cấu tạo hóa học sẽ tạo ra một chất khác”
Trong cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ, cacbon có hóa trị 4. Nguyên tử cacbon không những có thể liên kết với nguyên tử của nguyên tố khác mà còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch cacbon
Hóa trị và liên kết giữa các nguyên tử.
Trong hợp chất hữu cơ cacbon © luôn có hóa trị IV trong khi hidro (H) có hóa trị I và oxi (O) có hóa trị II. Mỗi hóa trị được biểu diễn bằng 1 gạch nối giữa 2 nguyên tố liên kết.
Có các loại liên kết như liên kết đơn, liên kết đôi và liên kết đa.
Mạch cacbon (carbon)
Trong cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử cacbon di chuyển liên kết với nhau tạo thành mạch cacbon. Có 3 dạng mạch cacbon là mạch không phân nhánh, mạch phân nhánh và mạch vòng.
Trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.
Mỗi hợp chất hữu cơ có một trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử. Chúng có thể chắc chắn nhưng cũng có thể lỏng lẻo.
Ví dụ như hợp chất hữu cơ than gỗ mà bạn thường thấy trong bếp chúng dễ dàng bị phá vỡ khi tác dụng lực. Cũng là hợp chất của cacbon nhưng kim cương lại rất cứng rắn phải không nào. Chính do trật tự liên kết của các nguyên tử trong phân tử của chúng.
3: Những yếu tố ảnh hưởng tới hợp chất hữu cơ.
Chúng ta cùng xét ví dụ sau đây.
Cùng là 2 hợp chất CH4 – dễ cháy, chất khí với CCl2 – chất lỏng, không cháy. Có thể dễ thấy rằng trong cấu tạo của chúng có sự khác nhau trong thành phần cấu tạo. Một cái là từ Hidro (H) và một cái là Clo (Cl). Chính do sự khác nhau này mà tạo nên 2 chất có cấu tạo khác nhau.
Từ đó chúng ta có thể khẳng định rằng thành phần cấu tạo ảnh hưởng tới hợp chất hữu cơ.
Một ví dụ khác cho phần này.
Ta xét hợp chất hữu cơ C4H10 – chất khí trong khi C2H5 lại là chất lỏng. mặc dù là cấu tạo của chúng giống nhau đều từ C và H nhưng do số lượng nguyên tử của 2 nguyên tố này là khác nhau từ đó tạo ra 2 hợp chất có đặc tính khác nhau.
Từ đây chúng ta thấy rằng sự khác nhau trong số lượng nguyên tử cũng ảnh hưởng tới hợp chất hữu cơ.
* Đồng phân, đồng đẳng.
Trong phần cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ có một khái niệm mà nhiều bạn học sinh e ngại trong quá trình học cũng như làm bài tập. Đó chính là đồng phân và đồng đẳng. Đồng phân là gì? Đồng đẳng là gì?
– Đồng phân là những hợp chất có cùng công thức phân tử những có cấu tạo hoá học khác nhau gọi là những đồng phân cấu tạo.
Vd về C4H10O5 có 2 đồng phân là có mạch khác nhau. Một là CH3OCH2CH2CH3 và CH3CH2OCH2CH3.
– Đồng đẳng là những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau 1 hay nhiều nhóm CH2 nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau.
4: Cách đọc tên hợp chất hữu cơ.
Như vậy chúng ta đã biết được hợp chất hữu cơ là gì, cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ cũng như những yếu tố ảnh hưởng tới chúng. Nhưng làm sao để có thể phân loại chúng dễ dàng thì chúng ta phải dựa vào cách gọi tên hợp chất hữu cơ. Và đó là điều rất kho nếu chúng ta không nắm được nguyên tắc chính xác.
Có rất nhiều cách gọi tên hợp chất hữu cơ và mỗi loại có những đặc điểm riêng.
– Gọi tên thông thường: Không tuân theo quy tắc khoa học nào, thường xuất hiện từ xưa và bắt nguồn từ nguyên liệu hoặc tên nhà bác học tìm ra, hoặc một địa điểm nào đó trong tính chất của hợp chất đó.
Vd Axit axetic (axit giấm) hay Olefin (khí dầu),…
– Tên gốc + tên gốc chức. C2H5Cl ⇒ Etyl clorua; C2H5 – O – CH3 ⇒ Etyl metyl ete
– Gọi tên thay thế. Tên thay thế được viết liền, không viết cách như tên gốc chức, phân làm ba phần như sau:
Tên phần thế (có thể không có) + Tên mạch cacbon chính +(bắt buộc phải có) + Tên phần định chức (bắt buộc phải có)
Vd như CH3 – CH(OH) – CH = CH2 ⇒ but-3-en-2-ol
*Tên một số nhóm hidrocacbon thường gặp.
– Gốc (nhóm) no ankyl: CH3 – metyl, CH3-CH2-etyl, CH3[CH2]2CH2-butyl,…
– Gốc (nhóm) không no: CH2=CH- vinyl; CH2=CH-CH2-anlyl,…
– Gốc (nhóm) thơm: C6H5-: phenyl; C6H5-CH2-: benzy
– Gốc (nhóm) anđehit-xeton: CH3-CO-: axetyl, C6H5CO-: benzoyl,…
Trên đây là những thông tin cụ thể về hợp chất hữu cơ. Bạn có thể tham khảo chúng phục vụ tốt hơn trong học tập cũng như công việc. Chúc bạn thành công!