KHTN9-CTST | Bài 20. Giới thiệu về hợp chất hữu cơ

MỤC TIÊU

- Nêu được khái niệm hợp chất hữu cơ, hoá học hữu cơ.
- Nêu được khái niệm công thức phân tử, công thức cấu tạo và ý nghĩa của nó, đặc điểm cấu tạo hợp chất hữu cơ.
- Phân biệt được chất vô cơ hay hữu cơ theo công thức phân tử.
- Trình bày được sự phân loại sơ bộ hợp chất hữu cơ gồm hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.

Khởi động
Hình bên là công thức phân tử của một số hợp chất chứa carbon, gồm hợp chất hữu cơ và hợp chất vô cơ. Dựa vào thành phần nguyên tố, ta có nhận biết được các hợp chất hữu cơ không? Hợp chất hữu cơ là gì? Chúng gồm những loại nào?

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào hình đã cho.
❖ Lời giải chi tiết:
Dựa vào thành phần nguyên tố, ta có thể nhận biết được các hợp chất hữu cơ.
- Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon trừ một số hợp chất như các oxide của carbon, muối carbonate, …
- Theo thành phần nguyên tố, hợp chất hữu cơ gồm hai loại:
+ Hydrocarbon;
+ Dẫn xuất của hydrocarbon.

TÓM TẮT KIẾN THỨC

1. HỢP CHẤT HỮU CƠ, HOÁ HỌC HỮU CƠ

➲ Tìm hiểu khái niệm hợp chất hữu cơ, hoá học hữu cơ

- Hầu hết các hợp chất chứa carbon là hợp chất hữu cơ, một số ít các hợp chất chứa carbon là hợp chất vô cơ như các oxide của carbon, muối carbonate, ...
- Hầu hết các loại thực phẩm cũng như một số bộ phận trong cơ thể động – thực vật, ... thường được cấu tạo từ hợp chất hữu cơ.
- Những nghiên cứu về đặc điểm cấu tạo, tính chất, phương pháp điều chế, ứng dụng, ... của các hợp chất hữu cơ được gọi là hoá học hữu cơ.

Thảo luận
Câu hỏi 1. Quan sát các hình 20.1, 20.2, em hãy cho biết các hợp chất hữu cơ nhất thiết phải có nguyên tố nào?

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào các hình 20.1, 20.2.
❖ Lời giải chi tiết:
Hợp chất hữu cơ nhất thiết phải có nguyên tố carbon.

Củng cố kiến thức
Có các chất sau: saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁), propane (C₃H₈), baking soda (NaHCO₃), carbon monoxide (CO), chloroform (CHCl₃), calcium carbonate (CaCO₃). Những chất nào là hợp chất hữu cơ?

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào khái niệm hợp chất hữu cơ.
❖ Lời giải chi tiết:
Hợp chất hữu cơ gồm: saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁), propane (C₃H₈), (CHCl₃).

Vận dụng kiến thức
Hãy giới thiệu một số hợp chất hữu cơ trong đời sống.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào ứng dụng của hợp chất hữu cơ.
❖ Lời giải chi tiết:
Một số hợp chất hữu cơ trong đời sống: C₁₂H₂₂O₁₁ (đường mía), C₂H₅OH (cồn sát khuẩn), hỗn hợp C₃H₈ và C₄H₁₀ (khí trong bình gas), …

✍ Ghi nhớ
- Hợp chất của carbon là hợp chất hữu cơ, trừ một số hợp chất như các oxide của carbon, muối carbonate, ...
- Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.

2. CÔNG THỨC PH N TỬ, CÔNG THỨC CẤU TẠO

➲ Tìm hiểu công thức phân tử và công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ

- Công thức dùng để biểu diễn thành phần nguyên tố và số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ được gọi là công thức phân tử. Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ thường được viết theo thứ tự C, H, O, N, ...
Ví dụ: CH₄, C₂H₆O, C₃H₉N, ...
- Công thức dùng để biểu diễn trật tự liên kết và cách thức liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử được gọi là công thức cấu tạo. Công thức cấu tạo gồm công thức cấu tạo đầy đủ và công thức cấu tạo thu gọn (không biểu diễn liên kết giữa H và C, H và O, ...).
- Trong hợp chất hữu cơ, hoá trị của H, C, O tương ứng là I, IV, II. Mỗi liên kết giữa hai nguyên tử được kí hiệu bằng một nét gạch (-) để biểu diễn một đơn vị hoá trị.
+ Ví dụ 1: Công thức cấu tạo của methylic alcohol và ethylic alcohol được biểu diễn như sau:

- Mỗi công thức phân tử có thể có một hoặc nhiều công thức cấu tạo do trật tự sắp xếp giữa các nguyên tử khác nhau.
+ Ví dụ 2: CH₄O chỉ có một công thức cấu tạo: CH₃-OH (methylic alcohol); C₂H₆O có hai công thức cấu tạo: CH₃-CH₂-OH (ethylic alcohol) và CH₃-O-CH₃ (dimethyl ether).
- Liên kết giữa các nguyên tử trong hợp chất hữu cơ hầu hết là liên kết cộng hoá trị. Hoá trị của nguyên tố trong hợp chất bằng tổng số cặp electron chung (electron góp chung).
- Liên kết giữa 2 nguyên tử carbon có thể là liên kết đơn (C–C) hoặc liên kết bội (bao gồm liên kết đôi C=C và liên kết ba C≡C). Liên kết đơn được hình thành bởi một cặp electron chung, liên kết đôi được hình thành bởi hai cặp electron chung.
- Tuỳ thuộc vào đặc điểm liên kết giữa các nguyên tử carbon, ta có cấu tạo mạch carbon khác nhau. Một số loại mạch carbon:
+ Mạch hở, không phân nhánh
Ví dụ 3: C-C-C-C C-C-C-C-C
+ Mạch hở, phân nhánh (có nhánh)
Ví dụ 4:
+ Mạch vòng
Ví dụ 5:

* Liên kết ba (C≡C) sẽ được học ở chương trình cao hơn.

Thảo luận
Câu hỏi 2. Hãy giới thiệu một số công thức phân tử của hợp chất hữu cơ và cho biết ý nghĩa của công thức phân tử.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào kiến thức về công thức phân tử.
❖ Lời giải chi tiết:
- Hợp chất CH₄ cho biết chất này được tạo bởi 2 nguyên tố là C và H; trong phân tử có chứa 1 nguyên tử C và 4 nguyên tử H.
- Hợp chất C₂H₆O cho biết chất này được tạo bởi 3 nguyên tố là C, H và O; trong phân tử có chứa 2 nguyên tử C, 6 nguyên tử H và 1 nguyên tử O.

Thảo luận
Câu hỏi 3. Hãy cho biết ý nghĩa của công thức cấu tạo.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào kiến thức về công thức cấu tạo.
❖ Lời giải chi tiết:
Công thức cấu tạo cho biết trật tự liên kết và cách thức liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.

Củng cố kiến thức
Acetone là hợp chất hữu cơ được sử dụng để sản xuất chất tẩy rửa, làm dung môi trong nhiều ngành công nghiệp,... Hãy viết công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn của acetone.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào công thức cấu tạo đầy đủ của Acetone.
❖ Lời giải chi tiết:
- Công thức phân tử: C₃H₆O.
- Công thức cấu tạo thu gọn: CH₃–CO–CH₃.

✍ Ghi nhớ
- Công thức phân tử là công thức cho biết thành phần nguyên tố và số nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong hợp chất hữu cơ.
- Công thức cấu tạo là công thức biểu diễn liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử, cho biết trật tự liên kết và cách thức liên kết giữa các nguyên tử.

3. PHÂN LOẠI HỢP CHẤT HỮU CƠ

➲ Trình bày sự phân loại sơ bộ hợp chất hữu cơ

Dựa vào thành phần nguyên tố, chất hữu cơ thường được chia thành hai loại:
• Hợp chất hữu cơ chỉ gồm hai nguyên tố carbon và hydrogen gọi là hydrocarbon.
Ví dụ 6: Thành phần chính của khí đốt trong bình gas có chứa các hydrocarbon: C,Hg, C.Ho; Thành phần chính của khí thiên nhiên có methane (CH).
• Hợp chất hữu cơ gồm carbon và nguyên tố khác (O, Cl, N, ...) được gọi là dẫn xuất của hydrocarbon.
Ví dụ 7: Giấm ăn có chứa acetic acid (CH₃COOH); Rượu nho, cồn y tế, một số loại nước rửa tay khử khuẩn có chứa ethylic alcohol (C₂H₅OH); Dung môi hữu cơ carbon tetrachloride (CCl₄),...

Củng cố kiến thức
Có một số công thức phân tử sau: C₃H₄, C₄H₆, CH₂O, C₂H₅OH, CH₃COOH, CH₃Cl, CHCl₃, C₃H₇O₂N.
Theo em, công thức phân tử nào biểu diễn cho hydrocarbon và công thức phân tử nào biểu diễn cho dẫn xuất của hydrocarbon.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào khái niệm về hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.
❖ Lời giải chi tiết:
- Hydrocarbon: C₃H₄, C₄H₆.
- Dẫn xuất hydrocarbon: CH₂O, C₂H₅OH, CH₃COOH, CH₃Cl, CHCl₃, C₃H₇O₂N.

Vận dụng kiến thức
Hãy giới thiệu một số hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon được sử dụng trong đời sống.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào ứng dụng của hợp chất hữu cơ.
❖ Lời giải chi tiết:
- CH₄ là hydrocarbon thành phần chính trong khí gas.
- C₂H₅OH là dẫn xuất hydrocarbon sử dụng trong sát khuẩn, thực phẩm, đồ uống.

✍ Ghi nhớ
Theo thành phần nguyên tố, hợp chất hữu cơ gồm hai loại: hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon. Hãy giới thiệu một số hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon được sử dụng trong đời sống.

BÀI TẬP

Đang cập nhật