Lý thuyết bài 10: Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ – Hóa 11

Trong bài này sẽ giúp các em khám phá thế giới hấp dẫn của hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ, từ các khái niệm cơ bản đến tính chất và ứng dụng thực tiễn. Qua đó, chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về vai trò của những hợp chất này trong đời sống và môi trường xung quanh. Hãy cùng Kiến thức THPT tìm hiểu bài học thú vị này!

Khái niệm về hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

Hợp chất hữu cơ là gì? Hợp chất chứa carbon được gọi là hợp chất hữu cơ, ngoại trừ một vài trường hợp như carbon monoxide, carbon dioxide, muối carbonate, cyanide, carbide,…

Sự liên kết giữa carbon và các nguyên tố khác trong bảng tuần hoàn đã tạo ra hàng chục triệu hợp chất hữu cơ, và số lượng hợp chất mới vẫn không ngừng tăng lên.

Hóa học hữu cơ là ngành chuyên nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ.

Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ

Các hợp chất hữu cơ có những đặc điểm chung sau:

– Phân tử của chúng nhất thiết phải chứa nguyên tố carbon, thường kết hợp với các nguyên tố như hydrogen, oxygen, nitrogen, halogen, sulfur, phosphorus,…

– Liên kết chủ yếu trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hóa trị. Nguyên tử carbon không chỉ liên kết với các nguyên tử khác mà còn có thể kết hợp với nhau để tạo thành mạch carbon.

– Chúng thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi), và thường không tan hoặc ít tan trong nước, nhưng lại dễ tan trong các dung môi hữu cơ.

– Dễ cháy và kém bền với nhiệt, do đó dễ bị phân hủy khi đun nóng.

– Phản ứng của các hợp chất hữu cơ thường diễn ra chậm, có thể theo nhiều hướng khác nhau và tạo thành hỗn hợp các sản phẩm. Để đẩy nhanh tốc độ phản ứng, thường cần đun nóng hoặc sử dụng xúc tác.

Phân loại các hợp chất hữu cơ

Dựa trên thành phần nguyên tố, hợp chất hữu cơ được chia thành hai loại: hydrocarbon và các dẫn xuất của hydrocarbon.

– Hydrocarbon là những hợp chất chỉ bao gồm hai nguyên tố carbon và hydrogen.

Ví dụ: \(\text{CH}_4; \ \text{CH}_2 = \text{CH}_2; \ \text{CH} \equiv \text{CH}; \ \text{C}_6\text{H}_6\)

– Khi một hoặc nhiều nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon bị thay thế bởi một hoặc nhiều nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác (thường chứa các nguyên tố như oxygen, nitrogen, sulfur, halogen,…), ta thu được dẫn xuất của hydrocarbon.

Dẫn xuất của hydrocarbon được chia thành nhiều loại. 

Ví dụ:

– Dẫn xuất halogen: \(\text{CH}_3\text{Cl}, \ \text{CHCl}_3\)

– Alcohol: \(\text{CH}_3\text{OH}, \ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\)

– Acid carboxylic: \(\text{HCOOH}, \ \text{CH}_3\text{COOH}\)

Nhóm chức trong phân tử hợp chất hữu cơ

Nhóm chức là gì?

Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử gây ra những tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất hữu cơ.

Một số loại nhóm chức cơ bản

Bảng một số loại nhóm chức cơ bản

Phương pháp phổ hồng ngoại và nhóm chức

Phương pháp phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy, viết tắt là IR) là một kỹ thuật vật lý quan trọng và phổ biến để nghiên cứu cấu trúc phân tử của các hợp chất hữu cơ. Mỗi liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ hấp thụ một số bức xạ hồng ngoại đặc trưng cho liên kết đó.

Phổ hồng ngoại của một chất được máy phổ tự động ghi lại khi nguồn bức xạ hồng ngoại đi qua chất đang được nghiên cứu. Phổ hồng ngoại thường thể hiện mối quan hệ giữa độ truyền qua (%) của bức xạ hồng ngoại và số sóng (\(\text{cm}^{-1}\)). Các cực tiểu truyền qua (hoặc cực đại hấp thụ) tương ứng với dao động của các liên kết trong phân tử của chất nghiên cứu được gọi là các tín hiệu (hoặc peak). Dựa trên số sóng hấp thụ đặc trưng trong phổ IR, có thể dự đoán nhóm chức trong phân tử của chất đang được nghiên cứu.

Qua bài viết trên, chúng ta đã tìm hiểu về hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ, từ tính chất đến ứng dụng. Hy vọng rằng bài học đã mang lại cho các em những hiểu biết bổ ích.

<<Xem thêm>> Tóm tắt lý thuyết Sulfur và Sulfur dioxide bài 7 hóa 11