NỘI DUNG THI GIỮA KỲ Lý thuyết Thuyết cấu tạo hóa học Butlerov - Trong phân tử hợp chất hữu cơ, nguyên tử liên kết với theo hóa trị theo thứ tự định Thứ tự gọi cấu tạo hóa học Sự thay đổi thứ tự liên kết tức thay đổi cấu tạo hóa học tạo chất khác - Trong phân tử hợp chất hữu cơ, cacbon có hóa trị Ngun tử cacbon khơng liên kết với nguyên tử nguyên tố khác mà cịn liên kết với tạo thành mạch cacbon (vịng, khơng vịng, nhánh, khơng nhánh) - Tính chất chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất, số lượng nguyên tử) cấu tạo hóa học (thứ tự liên kết nguyên tử) Các cách biểu diễn công thức cấu tạo hợp chất hữu - Công thức Lewis: biểu diễn liên kết, electron hóa trị số e - Cơng thức Kekule: cặp e liên kế thay (-) - Để đơn giản biểu diễn cơng thức, vạch ngang (-) ẩn phần hay hồn tồn 3.Thế lai hóa? Thế lai hóa sp, sp2, sp3? Lưu ý giải thích hình thành liên kết hợp chất hữu - Lai hóa tổ hợp obitan nguyên tử khác để tạo obitan nguyên tử hồn tồn giống hình dạng, kích thước lượng có hướng khác - Lai hóa sp tổ hợp obitan s với obitan p nguyên tử tham gia liên kết tạo thành obitan lai hóa sp nằm thẳng hàng với hướng hai phía, đối xứng Góc liên kết 180° - Lai hóa sp2 tổ hợp obitan s với obitan p nguyên tử tham gia liên kết tạo thành obitan lai hóa sp nằm mặt phẳng, định hướng từ tâm đến đỉnh tam giác Góc liên kết 120° - Lai hóa sp3 tổ hợp obitan s với obitan p nguyên tử tham gia liên kết tạo thành obitan lai hóa sp3 định hướng từ tâm đến đỉnh hình tứ diện đều, trục đối xứng chúng tạo với góc khoảng 109°28' δ Khái niệm đồng phân cấu tạo, phân biệt đồng phân cấu tạo đồng phân lập thể - Đồng phân cấu tạo hợp chất hữu có cơng thức phân tử khác thứ tự liên kết giữ nguyên tử - Đồng phân lập hợp chất có công thức cấu tạo, khác phân bố khơng gian ngun tử nhóm ngun tử phân tử - Điểm khác biệt đồng phân cấu tạo đồng phân lập thể đồng phân cấu tạo có cơng thức hóa học, cách xếp nguyên tử khác nhau, đồng phân lập thể có cơng thức hóa học cách xếp nguyên tử, cách xếp không gian khác **Mạng: - Đồng phân cấu tạo đồng phân hiến pháp phân tử hữu có cơng thức hóa học, cách xếp nguyên tử khác - Đồng phân lập thể hợp chất hữu có cơng thức hóa học cách xếp nguyên tử, chúng có cách xếp khơng gian khác - Sự khác biệt đồng phân cấu tạo đồng phân lập thể đồng phân cấu tạo có cơng thức hóa học, cách xếp nguyên tử khác đồng phân lập thể có cơng thức hóa học cách xếp nguyên tử, cách xếp không gian khác Hơn nữa, đồng phân cấu tạo có cách xếp nguyên tử khác đồng phân lập thể có cách xếp nguyên tử -Các đồng phân cấu tạo có tính chất hóa học vật lý khác đồng phân lập thể có tính chất hóa học vật lý tương đối gần Các công thức biểu diễn cấu hình phân tử hợp chất hữu mặt phẳng (Công thức phối cảnh, công thức Fischer, công thức Newman) - Công thức phối cảnh: quan sát dọc theo trục liên kết C-C-đường chéo từ trái sang phải xa dần người quan sát, đường liền nằm mặt phẳng giấy, đường đậm hướng phía trước mặt phẳng giấy, đường gián đoạn hướng phía sau mặt phẳng giấy - Công thức Fisher: + Các liên kết từ nguyên tử trung tâm hướng phía gần người quan sát biểu diễn trục nằm ngang, liên kết hướng phía xa người quan sát biểu diễn nằm trục thẳng đứng + Để chiếu cơng thức Fisher -> chọn góc nhìn (hay mặt phẳng chiếu) + Một số trường hợp phân tử cấu dạng lệch phải xoay cấu dạng che khuất chiếu - Công thức Newman: + Nhìn phân tử dọc theo liên kết hai nguyên tử cacbon trung tâm thẳng góc với mặt phẳng giấy chiếu xuống + Khi nhìn dọc theo trục liên kết C1-C2, thấy nguyên tử Cacbon C2 phía sau bị che khuất, biểu diễn nguyên tử Cacbon vòng tròn, nguyên tử C1 nằm trung tâm Khái niệm đồng phân hình học, điều kiện để có đồng phân hình học, loại đồng phân hình học (cis-trans, Z-E, syn-anti) - Đồng phân hình học đồng phân xuất khác vị trí nguyên tử hay nhóm ngun tử khơng gian liên kết đôi C=C - Điều kiện: Mỗi nguyên tử cacbon liên kết đôi liên kết với hai nguyên tử nhóm nguyên tử khác Cis-trans: - nguyên tử liên kết với nguyên tử phận cứng nhắc phải khác - nguyên tử/nhóm ngun tử giống nằm phía nối đơi -> Cis, khác phía -> trans Z-E: so sánh độ ưu tiên nhóm Cacbon nối đôi theo quy tắc Kahn- Ingold – Prelog; nhóm ưu tiên phía (z), nhóm ưu tiên khác phía (E) + Nguyên tử gắn với Csp2 có điện tích hạt nhân lớn -> ưu tiên + Nếu nguyên tử gắn với Csp2 giống xét đến nguyên tử + Các nguyên tử gắn với liên kết bội tính bội lần: Nhóm có nối đơi ↔ nối đơn, nối ↔ nối đơn Syn- anti: Cũng đồng phân Cis-trans suất hợp chất có nối đơi ngun tử Cacbon với nguyên tử dị tố dị tố với + aN=Nd, abC=Nd: a d phía so với mặt phẳng nối đơi ->Syn a d khác phía so với mặt phẳng nối đơi -> Anti Khái niệm đồng phân quang học, điều kiện để xuất đồng phân quang học, công thức xác định số ĐPQH? đồng phân meso? hỗn hợp racemic? Phân biệt đồng phân meso hỗn hợp racemic? Cặp đồng phân quang học đối quang? Cặp đồng phân quang học không đối quang? - Khái niệm: Những hợp chất có cấu trúc, tính chất vật lý hóa học giống khác khả quay mặt phẳng ánh sang phân cực gọi đồng phân quang học - Điều kiện xuất đồng phân quang học: Có yếu tố khơng trùng vật ảnh phổ biến có nguyên tử Cacbon bất đối C*.( C* C liên kết với nguyên tử/ nhóm nguyên tử ≠ , ¿>¿ có khả làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực) - Công thức xác định số ĐPQH: N=2n (n: số C*) - Đồng phân Meso: + Hợp chất meso :có mặt phẳng đối xứng phân tử => không quang hoạt + Chứa C* tương đương -> số ĐPQH N= 2n-1 (n lẻ) N= 2n/2-1 (2n/2 +1) (n chẵn ) - Hỗn hợp Racemix: hỗn hợp khơng có tính quang hoạt Hỗn hợp 50:50 cặp ĐPQH đối quang - Đồng phân quang học đối quang: phân tử có C*, tồn đồng phân đối xứng qua mặt phẳng gương khơng chồng khít đồng phân quay mp aspc góc ngược chiều -> cặp đpqh đối quang ( hai chất đối quang hay enantiomer) Giống hầu hết tính chất tm, ts, …; tính chất sinh hóa khác - Đồng phân quang học khơng đối quang: có trung tâm bất đối; đồng phân vật ảnh đối xứng với qua gương Khái niệm đồng phân cấu dạng, điều kiện để có đồng phân cấu dạng, phân loại đồng phân cấu dạng, độ bền cấu dạng, cấu dạng hợp chất vòng no, liên kết trục liên kết xích đạo - Đồng phân cấu dạng: dạng khác không gian cấu hình - Điều kiện: quay nguyên tử/nhóm nguyên tử xung quanh trục hay nhiều liên kết đơn (C-C) mà không làm đứt liên kết - Phân loại: Dạng khuất (một phần, toàn phần) Dạng xen kẻ (lệch, đối) - Độ bền cấu dạng: Danh pháp erythro-threo, D-L - Erythro: nhóm giống bên - Threo: nhóm giống khác bên - DL: Các đồng phân chứa dị tố (O, S, N, …) liên kết trực tiếp với C* nằm bên phải công thức Fisher -> D, bên trái -> L - Gọi tên DL cho carbonhydrat: Đặt mạch C trục dọc Đặt C bị oxi hóa cao vị trí (COOH > CHO > CH2OH) (chính C số 1) - Dựa bào nhóm OH C* mang số định vị cao nằm bên phải D ->, Trái -> L 10 Các hình tuyệt đối R, S? cách xác định cấu hình R, S Nêu quy tắc chuyển đổi công thức Fisher - Theo công thức tứ diện/ phối cảnh: Dựa quy tắc Kahn-Ingold-Prelog xếp thứ tự ưu tiên nhóm C* đánh số thứ tự a>b>c>d d đặt xa người quan sát, xét nhóm a-b-c - Theo công thức Fisher: đặt d nằm hay cơng thức Fisher, xét nhóm a->b->c a->b-> c chiều kim đồng hồ: R a->b->c ngược chiều kim đồng hồ: S 11 Thế C bậc 1, 2, 3, 4? Cho ví dụ - Bậc nguyên tử cacbon phân tử hiđrocacbon no tính số liên kết với ngun tử cacbon khác Trong phân tử hợp chất hữu cơ, nguyên tử cacbon gọi cacbon bậc một, bậc hai, bậc ba hay bậc bốn tuỳ theo nguyên tử cacbon liên kết với một, hai, ba bốn nguyên tử cacbon khác 12 Khái niệm hiệu ứng cảm ứng, hiệu ứng liên hợp, hiệu ứng siêu liên hợp? Khi xuất hiệu ứng cảm ứng/liên hợp/siêu liên hợp dương, âm? Thế Hα? - Hiệu ứng cảm ứng hiệu ứng nối đơn σ sinh khác biệt độ âm điện nhóm/nguyên tử - Hiệu ứng liên hợp: Do dịch chuyển electron hệ liên hợp gây nên phân cực hệ liên hợp - Hiệu ứng siêu liên hợp: trường hợp mở rộng hệ liên hợp theo kiểu σ −π ( liên kết C-H cách liên kết π (C=C, C=C) liên kết σ ) II Bài tập thi kỳ: Xác định kiểu lai hóa, đồng phân hình học (cis-trans, Z-E, syn-anti), đồng phân quang học, đồng phân cấu dạng, cấu hình tuyệt đối R-S, danh pháp erythro-threo, D-L