BÀI GIẢNG hóa đại CƯƠNG b2

Chương I : CÁC KIM LOẠI VÀ HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI Các kim loại bao gồm các nguyên tố thuộc các nhóm IA kim loại kiềm , IIA kim loạikiềm thổ , IIIA trừ B , IVA trừ C, Si và tất cả các

HÓA ĐẠI CƯƠNG B2

MỤC LỤC

Phần I : HÓA VÔ CƠ 4

Mở đầu

Chương I : CÁC KIM LOẠI VÀ HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI 4

I Giới thiệu

II Tính chất hóa học của các đơn chất

III Điều chế kim loại

IV Hợp chất của kim loại

Chương II : CÁC PHI KIM VÀ HỢP CHẤT CỦA PHI KIM 7

A - CÁC HALOGEN

I Giới thiệu

II Tính chất của các đơn chất

III Hợp chất của halogen

B - OXI – LƯU HUỲNH 9

I Giới thiệu

II Tính chất của oxi – lưu huỳnh

III Các hợp chất

C - NITƠ – PHOTPHO 12

I Giới thiệu

II Tính chất của Nitơ – Photpho

III Các hợp chất

Phần II : HÓA HỮU CƠ

Chương I : ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ 15

A – ĐỊNH NGHĨA

B – ĐỒNG PHÂN 15

I Đồng phân cấu tạo

II Đồng phân lập thể

C – HIỆU ỨNG HÓA HỌC 22

I Hiệu ứng cảm ứng

II Hiệu ứng liên hợp

III Hiệu ứng siêu liên hợp

Chương II : HIDROCARBON 25

A – ANKAN

I Tên gọi

II Điều chế

III Tính chất vật lý

IV Tính chất hóa học

B – ANKEN 28

I Tên gọi

II Điều chế

III Tính chất vật lý

IV Tính chất hóa học

C – ANKIN 31

I Tên gọi

II Điều chế

III Tính chất vật lý

IV Tính chất hóa học

D – HIDROCARBON THƠM 33

I Cấu tạo của benzen

II Tên gọi

III Điều chế

IV Tính chất vật lý

V Tính chất hóa học

Chương III : DẪN XUẤT HIDROXI CỦA HIDROCARBON ( ANCOL VÀ PHENOL ) 37

A – ANCOL

I Tên gọi

II Điều chế

III Tính chất vật lý

IV Tính chất hóa học

B – PHENOL 40

I Tên gọi

II Điều chế

III Tính chất vật lý

IV Tính chất hóa học

Chương IV : HỢP CHẤT CARBONYL 42

I Tên gọi

II Điều chế

III Tính chất vật lý

IV Tính chất hóa học

Chương V : AXIT CARBOXYLIC VÀ DẪN XUẤT 48

A – AXIT CARBOXYLIC

I Tên gọi

II Điều chế

III Tính chất vật lý

IV Tính chất hóa học

B – DẪN XUẤT CỦA AXIT CARBOXYLIC : CHẤT BÉO 51

I Cấu tạo

II Tính chất vật lý

III Tính chất hóa học

IV Một số chỉ số của chất béo

Chương VI : HỢP CHẤT CHỨA NITƠ 52

A – AMIN

I Tên gọi

II Điều chế

III Tính chất vật lý

IV Tính chất hóa học

B – AXIT AMIN 56

I Phân loại và gọi tên

II Điều chế

III Tính chất

Chương VII : GLUXIT 59

A – MONOSACCARIT

I Phân loại

II Cấu tạo của mono saccarit

III Tính chất

B – DISACCARIT 60

C – POLISACCARIT 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

Phần I : HÓA VÔ CƠ

MỞ ĐẦU

Dựa vào cấu tạo electron nguyên tử của các nguyên tố hóa học người ta chia chúng thành 3 loại:

1 Các khí trơ hay khí hiếm : là những nguyên tố có cấu tạo lớp electron ngoài cùng bãohòa ns2np6 và do đó chúng khá trơ về mặt hóa học

Các khí trơ là những nguyên tố họ p trừ He thuộc họ s

2 Các nguyên tố điển hình hay nguyên tố bình thường : những nguyên tố này có lớp vỏelectron ngoài cùng chưa bão hòa, các electron đang được xây dựng ở các phân lớp shoặc p Cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns1-2 np0-5 Đây là các kim loại và phi kimđiển hình thuộc các phân nhóm chính từ I đến VII Các nguyên tố điển hình có hoạt tínhhóa học cao, chúng luôn có xu hướng cho hoặc nhận electron để đạt lớp vỏ electron bãohòa, là lớp vỏ của các khí trơ tương ứng

Các nguyên tố điển hình là các nguyên tố họ s hoặc p

3 Các nguyên tố chuyển tiếp : những nguyên tố này có các phân lớp d hoặc f chưa bãohòa, các electron đang được xây dựng ở phân lớp d hoặc f Tất cả các nguyên tố chuyểntiếp đều là kim loại và thuộc các phân nhóm phụ từ I đến VIII Các nguyên tố chuyểntiếp có hai họ :

• Các nguyên tố d : cấu hình electron hóa trị (n - 1)d1-10 ns1-2

• Các nguyên tố f : cấu hình electron hóa trị (n – 2)f1-14 (n – 1)d0-10 ns1-2

Trong phần này chủ yếu trình bày về các nguyên tố điển hình thuộc các phân nhóm chính( nhóm A ) và một số nguyên tố chuyển tiếp thuộc các phân nhóm phụ ( nhóm B )

Chương I : CÁC KIM LOẠI VÀ HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI

Các kim loại bao gồm các nguyên tố thuộc các nhóm IA ( kim loại kiềm ), IIA ( kim loạikiềm thổ ), IIIA ( trừ B ), IVA ( trừ C, Si ) và tất cả các nguyên tố thuộc các phân nhóm phụ( nhóm B ) :

Cấu hình electron lớp ngoài cùng Số oxi hóa

Trong mỗi phân nhóm chính khi đi từ trên xuống dưới, khả năng nhường electron tăng, tính khửtăng; còn trong mỗi phân nhóm phụ, tính khử của nguyên tố thứ nhất lớn hơn hai nguyên tốcòn lại

II TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐƠN CHẤT :

1 Với Hidro :

2M + nH2 to 2MHn : hidruaChỉ các kim loại hoạt động ( kiềm, kiềm thổ ) phản ứng với hidro khi đun nóng tạo cáchidrua ion Các hidrua này dễ thủy phân :

Ca + H2 to CaH2 : canxi hidruaCaH2 + 2H2O to Ca(OH)2 + H2

2 Với Halogen :

2M + X2 to 2MXn : muối halogennua

• Các kim loại kiềm bốc cháy ngay ở điều kiện thường khi tiếp xúc với halogen

• Với các kim loại kiềm thổ : Be, Mg phản ứng dễ, Ca, Sr, Ba phản ứng mãnh liệt

• Nhôm phản ứng mạnh ( bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với clo )

• Các kim loại khác phản ứng khi đun nóng

Fe + 2HCl FeCl2 + H2

2Al + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2

b Với các axit có tính oxi hóa như HNO3, H2SO4 đặc hầu hết các kim loại (trừ Pt, Au ) đều phản ứng :

2Fe + 6 H2SO4đ to Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Fe + 6 HNO3 to Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

6 Với dung dịch bazơ :

Một số kim loại mà hidroxit của chúng lưỡng tính như Be, Al, Zn,… có thể tan được trongcác dung dịch kiềm :

Be + 2KOH K2BeO2 + H2

Kali berilat

2H

7 Với dung dịch muối :

Các kim loại hoạt động hơn có thể đẩy được các kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi muốitan trong dung dịch ( Cả kim loại hoạt động và kim loại kém hoạt động đều phải không tácdụng với H2O ) :

Fe + CuSO Cu + FeSO

III ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI :

clorua, hidroxit hoặc oxit :

2NaCl 2Na + Cl2

các chất khử như H2, C, CO, Al để khử các oxit kim loại thành kim loại ở nhiệt độ cao

CuO + H2 to Cu + H2O

Fe2O3 + 3CO to Fe + 3CO2

3Fe3O4 + 8Al to 9Fe + 4Al2O3

IV HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI :

1 Các oxit :

SrO, BaO dễ tan trong nước, khi tan có phản ứng với nước tạo thành hidroxit; các oxit cònlại không tan

Na2O + H2O 2NaOHCaO + H2O Ca(OH)2

muối và H2O ( phản ứng trao đổi ) :

Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2 FeCl3 + 4 H2O

Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3 H2O

loại có số oxi hóa thấp khi phản ứng với axit có tính oxi hóa ( HNO3,H2SO4đặc,… ) thì phảnứng không phải là trao đổi mà là phản ứng oxi hóa khử :

FeO + 10 HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5 H2O

phản ứng được với axit mà còn phản ứng được với các dung dịch kiềm :

BeO + 2KOH K2BeO2 + H2O

Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O

nhiệt phân các hidroxit kim loại không tan trong nước :

Cu(OH)2 to CuO + H2O

2 Các hidroxit :

- Tất cả các hidroxit kim loại nhóm IA, một số hidroxit kim loại nhóm IIA :Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 tan trong nước; các hidroxit còn lại không tan

nhiệt phân tạo thành oxit kim loại và nước :

2Al(OH)3 to Al2O3 + 3H2OCu(OH)2 to CuO + H2O

và nước ( phản ứng trao đổi )

2Al(OH)3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 6H2O

kim loại ở trạng thái oxi hóa thấp khi phản ứng với các axit có tính oxi hóa ( HNO3, H2SO4đ,

…) thì phản ứng không phải là trao đổi mà là phản ứng oxi hóa khử :

Điện phân nóng chảy

3Fe(OH)2 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O

phản ứng được với axit mà còn phản ứng được với các dung dịch kiềm :

Zn(OH)2 + 2NaOH Na2ZnO2 + 2H2O

một số kiềm thổ) tác dụng với nước hay cho muối tác dụng với dung dịch bazơ :

CaO + H2O Ca(OH)2

CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

Chương II : CÁC PHI KIM VÀ HỢP CHẤT CỦA PHI KIM

II TÍNH CHẤT CỦA CÁC ĐƠN CHẤT :

1 Tính chất vật lý :

Ơû trạng thái đơn chất, các halogen tồn tại dưới dạng phân tử gồm 2 nguyên tử X2 :

F2 : chất khí màu vàng nhạt; Cl2 : chất khí màu vàng lục; Br2 : chất lỏng màu đỏ nâu; I2 :chất rắn màu tím đen có ánh kim

Trừ F2 phân hủy nước, các halogen khác đều tan được trong nước tuy rất ít do tính khôngcực của các phân tử X2

Cũng do tính không cực của các halogen nên chúng lại dễ tan trong các dung môi khôngcực như benzen, eter,…

I2 có thể thăng hoa khi đun nóng và cho hợp chất màu xanh với hồ tinh bột

2 Tính chất hóa học :

Các halogen là các phi kim điển hình có tính oxi hóa mạnh : F2 có tính oxi hóa mạnh nhất,không chất nào có thể lấy được electron của F2 nên trong các hợp chất của mình flo luôn cósố oxi hóa –1 Cl2 cũng là chất oxi hóa mạnh tuy kém hoạt động hơn F2 Đi từ F2 tới I2 tínhoxi hóa của các halogen giảm dần, riêng I2 đã thể hiện tính khử trong một vài phản ứng.Các halogen phản ứng với hầu hết các kim loại, nhiều phi kim và nhiều hợp chất :

• Với kim loại :

2M + nX2 2MXn : muối halogenuaVới F2 và Cl2 tất cả các kim loại đều phản ứng Phản ứng của Clo với kim loại xảy ra mãnhliệt ở trạng thái ẩm Đối với Clo khô các kim loại nói chung bền vững

Br2 và I2 phản ứng được với nhiều kim loại đặc biệt khi đốt nóng :

•Với H2O :

H2O bốc cháy trong khí quyển flo tạo oxi nguyên tử :

H2O + F2 2HF + OCác halogen khác oxi hóa nước theo cơ chế tự oxi hóa khử :

HX + HOX

2 2

3I2 + 10HNO3 6HIO3 + 10NO + 2H2O

3 Điều chế :

• Với F2 : điện phân các hợp chất Florua nóng chảy chẳng hạn muối kép KF.HF

• Với các halogen khác : dùng các chất oxi hóa như : KMnO4, MnO2, KClO3, hoặc các halogen để oxi hóa ion halogenua :

2KMnO4 + 16HCl 5Cl2↑ + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O2NaBr + MnO2 + 2H2SO4 Br2 + MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O

2KI + Cl2 I2 + 2KCl

III HỢP CHẤT CỦA HALOGEN :

1 Các HX và muối halogenua :

Liên kết trong các hidro halogenua HX là liên kết cộng hóa trị phân cực và độ phân cựcgiảm dần theo dãy HF – HCl – HBr – HI Do phân cực, các HX dễ tan trong nước tạo thànhcác dung dịch axit halogen hidric Tính axit tăng dần từ HF đến HI : trừ dung dịch HF cótính axit yếu, các dung dịch HX khác đều là các axit mạnh

Các HX có tính khử và tính khử tăng dần từ HF đến HI : HF không có tính khử, HCl có tínhkhử rất yếu, HBr có tính khử mạnh hơn và HI có tính khử mạnh nhất :

Ví dụ : HF, HCl không phản ứng với H2SO4 đặc nhưng HBr khử được H2SO4 đến SO2 còn HIkhử đến H2S :

2HBr + H2SO4 Br2 + SO2 + 2H2O8HI + H2SO4 4I2 + H2S + 4H2O

HI có thể bị oxi hóa ngay bởi các chất oxi hóa yếu :

2HI + 2FeCl3 I2 + 2FeCl2 + 2HClMuối halogenua là các hợp chất ion điển hình, kết tinh tốt, dễ tan trong nước ( trừ một sốmuối của Ag+, Pb2+, Cu+, Hg+ ).

Để điều chế các HX :

H2 + X2 2HX hoặc trong phòng thí nghiệm :

2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl

2 Các hợp chất chứa Oxi của Clo :

Clo có thể tạo các hợp chất trong đó Clo có số oxi hóa +1, +3, +5, +7 Đáng chú ý hơn cảlà các axit chứa oxi và muối của chúng

HClO : axit hipoclorơ, muối hipoclorit

HClO2 : axit clorơ, muối clorit

HClO3 : axit cloric, muối clorat

HClO4 : axit percloric, muối perclorat

Hầu hết các axit này đều kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch và có tính oxi hóa mạnh.Các muối của chúng bền hơn và giống như axit chúng cũng là các chất oxi hóa mạnh

B OXI – LƯU HUỲNH

I GIỚI THIỆU :

Oxi, lưu huỳnh là 2 nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm VI bao gồm : O ( oxi ), S ( lưuhuỳnh ), Se ( Selen ), Te ( Telu ) và Po ( Poloni ) có tên chung là Cancogen Cấu hình electronlớp ngoài cùng của chúng là ns2 np4

Do có cấu hình electron như trên nên xu hướng chung đặc trưng cho cả nhóm là nhận thêm 2electron thể hiện tính oxi hóa :

Oxi có hai dạng thù hình là oxi thông thường O2 và ozon O3

• O2 là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước : ở 0oC, 100 thể tích nướcchỉ hòa tan được 5 thể tích O2

Về phương diện hóa học, O2 có hoạt tính cao đặc biệt khi đốt nóng hoặc có xúc tác Oxitác dụng với hầu hết các kim loại và phi kim ( trừ halogen, Ag, Pt, Au ) cũng như vớinhiều hợp chất

• O3 là khí màu xanh mùi hắc, tan nhiều trong nước hơn O2 : ở 0oC, 100 thể tíchnước hòa tan được 49 thể tích O3

Về phương diện hóa học, O3 có hoạt tính oxi hóa cao hơn O2, nó oxi hóa được nhiều đơnchất và hợp chất mà O2 không oxi hóa được :

2Ag + O3 Ag2O + O2

2KI + O3 + H2O I2 + 2KOH + O2

• Trong công nghiệp O2 được điều chế bằng cách chưng cất phân đoạn không khílỏng; còn trong phòng thí nghiệm điều chế O2 bằng cách nhiệt phân các hợp chất chứanhiều oxi :

Các kim loại : sắt, đồng, kẽm, nhôm khi nung đỏ tác dụng với lưu huỳnh cho các sunfua :

Fe + S to FeS : sunfua sắt (II)Đặc biệt, một số kim loại kém hoạt động như Hg, Ag có thể phản ứng với lưu huỳnh ở nhiệtđộ thường ( trong khi Ag nóng chảy cũng không tác dụng với O2 )

• Với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn ( halogen, oxi ) hoặc các chất oxihóa mạnh, lưu huỳnh nhường electron thể hiện tính khử :

S + O2 to SO2

3S + 2KClO3 to 3SO2 + 2KCl

S + 6HNO3đặc to H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

• Khi đun nóng với dung dịch kiềm, lưu huỳnh tự oxi hóa khử :

3S + 6NaOH 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

III CÁC HỢP CHẤT :

1 H 2 S và các muối sunfua :

H2S là chất khí không màu, mùi trứng thối và rất độc H2S ít tan trong nước, kém bền, dễ bịphân hủy cho H2 và S

H2S có tính khử mạnh và tính axit yếu ( trong dung dịch nước)

2H2S + 3O2 to 2SO2 + 2H2OKhi thiếu oxi hoặc nhiệt độ thấp thì lưu huỳnh được giải phóng :

2H2S + 3O2 2S + 2H2OQuá trình trên giải thích tại sao H2S không tích tụ trong không khí mặc dù hằng ngày cónhiều nguồn tạo ra nó

Br2 oxi hóa H2S đến H2SO4 :

Giống với H2S, các muối sunfua cũng có tính khử :

CuS + 8HNO3 CuSO4 + 8NO2 + 4H2O 2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2

2 SO 2 , H 2 SO 3 và muối sunfit :

• SO2 : anhidrit sunfurơ, khí sunfurơ : là chất khí không màu, mùi xốc dễ hóa lỏng,dễ tan trong nước Khi tan, một phần phản ứng với nước tạo thành dung dịch axit sunfurơ,còn phần lớn tồn tại dưới dạng SO2.nH2O

• H2SO3 là axit kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loãng

H2SO3 cho 2 loại muối : sunfit và bisunfit Hầu hết các muối sunfit không tan trong nước chỉcó sunfit kim loại kiềm và (NH4)2SO3 là dễ tan

Giống như khí sunfurơ, axit sunfurơ và các muối sunfit cũng vừa có tính khử vừa có tính oxihóa, trong đó tính khử vẫn đặc trưng hơn :

2H2SO3 + O2 2H2SO4

Na2SO3 + Cl2 + H2O Na2SO4 + 2HCl

3 SO 3 , H 2 SO 4 và muối sunfat :

• SO3 : anhidrit sunfuric, là chất lỏng không màu, sôi ở 44,8oC và chuyển thànhkhối kết tinh trong suốt ở nhiệt độ dưới 17oC

SO3 tan trong nước tỏa nhiệt mạnh :

Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O

C + 2H2SO4 CO2 + 2SO2 + 2H2ONhiều hợp chất như HI, H2S, HBr,… cũng bị oxi hóa bởi H2SO4 đặc :

H2SO4(đ) + 2HBr to SO2 + Br2 + 2H2O

H SO(đ) + 8HI to H S + 4I + 4HO

• H2SO4 tạo 2 loại muối là sunfat và hidrosunfat Hấu hết các muối sunfat đều dễtan trừ BaSO4, PbSO4, CaSO4,…

C - NITƠ – PHOTPHO

Nitơ, photpho là 2 nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm V bao gồm : Nitơ (N), photpho (P),Asen (As), antimon (Sb) và Bimut (Bi) Cấu hình electron lớp ngoài cùng của chúng là ns2np3, vìvậy khả năng nhận electron thể hiện khá rõ :

X + 3e X-3

Ngoài khả năng nhận electron, các nguyên tố nhóm VA còn có thể nhường electron để tạo thànhcác hợp chất trong đó chúng có số oxi hóa dương từ +1 đến +5 Đi từ Nitơ đến Bitmut tính oxihóa giảm dần, còn tính khử tăng dần

Phần này chủ yếu khảo sát về Nitơ và Photpho

II TÍNH CHẤT CỦA NITƠ, PHOTPHO :

1 Nitơ :

• Ở trạng thái đơn chất Nitơ tồn tại dưới dạng phân tử gồm 2 nguyên tử N2 Nitơ làchất khí, không màu, không mùi, không vị, ít tan trong nước và các dung môi hữu cơ Nitơkhông duy trì sự cháy và sự sống

• Trong phân tử Nitơ, 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết ba gồm 1 liênkết σ và 2 liên kết π ( N≡N) làm cho phân tử Nitơ đặc biệt bền Vì phân tử Nitơ bền nên ởđiều kiện thường Nitơ kém hoạt động về mặt hóa học Ở nhiệt độ cao và có mặt xúc tác,Nitơ hoạt động hơn, có thể tham gia nhiều phản ứng trong đó nó thường giữ vai trò chất oxihóa Chỉ khi tác dụng với F2 và O2 nó mới thể hiện tính khử :

Mg N3

Trong 2 phản ứng trên N2 giữ vai trò chất oxi hóa :

Trong phản ứng này N2 giữ vai trò chất khử

• Trong công nghiệp, điều chế N2 bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng( chứa khoảng 80% N2 về thể tích )

Trong phòng thí nghiệm, điều chế N2 bằng cách nhiệt phân amoni nitrit :

NH4NO2 to N2↑ + 2H2O

2 Photpho :

Photpho có một số dạng thù hình là photpho trắng, photpho đỏ và photpho đen

• Photpho trắng : là chất rắn nóng chảy ở 44,1oC và sôi ở 275oC, không tan trongnước nhưng dễ tan trong CS2, benzen, eter

Photpho trắng để lâu, nhất là khi đốt nóng, sẽ chuyển dần thành photpho đỏ

Trong không khí, photpho trắng tự bốc cháy

• Photpho đỏ : là chất bột màu đỏ không tan trong CS2 và bị thăng hoa khi đunnóng Hơi photpho đỏ khi ngưng tụ lại được photpho trắng.

nghìn atm Nó là chất rắn màu đen hầu như không tan trong bất kỳ dung môi nào

Photpho trắng rất độc còn photpho đỏ và photpho đen không độc

nhiều kim loại và hợp chất thể hiện tính khử và tính oxi hóa :

Khi phản ứng với phi kim hoặc chất oxi hóa, photpho thể hiện tính khử :

4P + 3O2 2P2O3 ( thiếu O2 )2P + 3Cl2 2PCl3 ( thiếu Cl2 )4P + 5O2 2P2O5 ( dư O2 )2P + 5Cl2 2PCl5 ( dư Cl2 )Khi phản ứng với kim loại tạo các photphua kim loại, photpho thể hiện tính oxi hóa :

2P + 3Mg to Mg3P2

Trong các phản ứng photpho trắng phản ứng mãnh liệt hơn photpho đỏ và photpho đen

trong lò điện ở 1500oC :

Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 3CaSiO3 + 5CO + 2P

1 Amoniac NH 3 và muối amoni :

Ơû điều kiện thường NH3 là chất khí không màu, mùi khai tan nhiều trong nước : ở 20oC, 1 lítnước có thể hòa tan được 800 lít NH3

NH3 bền ở nhiệt độ thường nhưng khi đun nóng đến 300oC nó bắt đầu bị phân hủy và ở

600oC nó phân hủy gần như hoàn toàn :

• Anhidrit nitric N2O5 là chất rắn màu trắng dễ tan trong nước tạo axit nitric :

N2O5 + H2O 2HNO3

• Axit nitric HNO3 là chất lỏng không màu, sôi ở 84,1oC, tan trong nước với bất kỳ

tỉ lệ nào HNO3 không bền, bị phân hủy một phần ở điều kiện thường và khi đun nóng cóthể bị phân hủy hoàn toàn :

4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2OHNO3 là một axit mạnh đồng thời là chất oxi hóa mạnh Nó oxi hóa được hầu hết các kimloại ( trừ Pt, Au ) nhiều phi kim và hợp chất Trong phản ứng với kim loại, tùy vào hoạt tínhcủa kim loại, nồng độ axit mà HNO3 bị khử đến các trạng thái oxi hóa khác nhau :

Còn bản thân kim loại bị oxi hóa đến số oxi hóa cực đại :

3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 4Zn + 10HNO3 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2OHNO3 đặc nóng oxi hóa các phi kim như I2, S, P, C đến trạng thái oxi hóa dương cực đại,còn HNO3 bị khử đến NO2 hoặc NO :

3P + 5HNO3 + 2H2O t o 3H3PO4 + 5NO

C + 4HNO3 t o CO2 + 4NO2 + 2H2ONhiều hợp chất cũng bị HNO3 oxi hóa :

PbS + 8HNO3 PbSO4 + 8NO2 + 4H2O3HCl + HNO3 NO + 3Cl + 2H2OHỗn hợp gồm 3 thể tích HCl đặc và 1 thể tích HNO3 đặc ( dung dịch cường thủy ) có thểhòa tan vàng và bạch kim :

Au + 3HCl + HNO3 AuCl3 + NO + 2H2O

• Muối của axit nitric gọi là nitrat Các nitrat đều dễ tan, không thủy phân nhưng bịnhiệt phân :

2NaNO3 to 2NaNO2 + O2

2Cu(NO3)2 to 2CuO + 4NO2 + O2

2AgNO3 to 2Ag + 2NO2 + O2

3 P 2 O 5 , H 3 PO 4 và các muối photphat :

• Anhirit photphoric P2O5 là chất rắn màu trắng, hút ẩm mạnh nên được dùng làmchất sấy khô trong phòng thí nghiệm

Khi tác dụng với H2O, P2O5 tạo nhiều dạng axit photphoric khác nhau :

P2O5 + H2O 2HPO3 : axit meta photphoric

P2O5 + 2H2O H4P2O7 : axit pyro photphoric

P2O5 + 3H2O 2H3PO4 : axit octo photphoricTrong đó H3PO4 ( thường gọi đơn giản là axit photphoric ) là axit có giá trị thực tế hơn cả

• Axit photphoric H3PO4 là chất rắn tan tốt trong nước Trong dung dịch nước nó làaxit 3 lần có độ mạnh trung bình

H3PO4 cho 3 loại muối : photphat, hidro photphat và dihidro photphat :

NaOH + H3PO4 NaH2PO4 + H2O Natri dihidro photphat2NaOH + H3PO4 Na2HPO4 + 2H2O Natri hidro photphat

3NaOH + H3PO4 Na3PO4 + 3H2O

Natri photphat

photphat đều tan

PHẦN II : HÓA HỮU CƠ Chương I : ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ

A ĐỊNH NGHĨA

Danh từ chất hữu cơ được Berzélius sử dụng lần đầu tiên vào năm 1807 để chỉ những chất tríchtừ các cơ thể sống (động vật, thực vật) để phân biệt với các chất vô cơ là những chất xem nhưđược lấy từ vật chất không có sự sống như :đất, đá, muối, … Các nhà hóa học thời ấy cho rằngcác chất hữu cơ chỉ được hình thành trong các cơ thể sống dưới tác dụng của một lực đặc biệtđược gọi là “lực sống”

Nhưng đến năm 1828, khi nhà bác học Đức Friedrich Wohler (1880 – 1882) tổng hợp được Urêtừ muối vô cơ amoni xianat :

và sau đó nhiều chất hữu cơ được tổng hợp từ các chất vô cơ thì thuyết “lực sống” bị đánh đổ.Sau đó hóa học hữu cơ được định nghĩa là ngành hóa học chuyên nghiên cứu các hợp chất củacarbon Tuy vậy, một số hợp chất của carbon như : carbon oxit, carbon dioxit, các muối carbonat

… lại không thuộc lĩnh vực nghiên cứu của hóa hữu cơ

Vì vậy hiện nay người ta định nghĩa hóa học hữu cơ là hóa học của các hidrocarbon và dẫnxuất

B ĐỒNG PHÂN

Đồng phân là một hiện tượng phổ biến và quan trọng trong hóa học hữu cơ

Hiện tượng một công thức phân tử ứng với hai hay nhiều chất khác nhau được gọi là hiện tượngđồng phân

Tùy thuộc vào việc các chất đồng phân phân biệt nhau về cấu tạo hay phân biệt nhau về cấuhình mà người ta phân biệt 2 loại đồng phân : Đồng phân cấu tạo và đồng phân lập thể

I Đồng phân cấu tạo :

Các đồng phân cấu tạo ( còn được gọi là đồng phân phẳng ) phân biệt nhau về cấu tạo hóahọc nghĩa là phân biệt nhau về trình tự sắp xếp của các nguyên tử trong phân tử hoặc về loạiliên kết giữa các nguyên tử ấy

Các loại đồng phân chủ yếu gồm có:

a Đồng phân mạch : các đồng phân mạch phân biệt với nhau về cách sắp xếp mạch carbon.

Ví dụ :

CH3

b Đồng phân vị trí : các đồng phân vị trí phân biệt nhau về vị trí của nhóm chức.

Andehit propionic Axeton

d Đồng phân liên kết : các đồng phân này phân biệt nhau về loại liên kết giữa các nguyên tử

trong phân tử

Ví dụ : CH3 – CH = CH - CH3 và CH2 - CH2

CH2 - CH2 Buten – 2 Xiclobutan

Chú ý : có một số trường hợp mà một chất hữu cơ có thể phản ứng được theo hai công thức

cấu tạo khác nhau tùy điều kiện thí nghiệm Hai dạng này liên tục chuyển hóa lẫn nhau trongmột cân bằng, khiến cho hỗn hợp của chúng thể hiện như một hợp chất duy nhất Hiện tượngnày được gọi là hiện tượng hỗ biến hay hiện tượng tautomer :

Dạng xeton bền hơn dạng enol và được tạo thành nhiều hơn

2 Hỗ biến imit – amit :

Dạng amit bền hơn dạng imit và được tạo thành nhiều hơn

II ĐỒNG PHÂN LẬP THỂ :

Các đồng phân lập thể (còn gọi là đồng không gian) phân biệt nhau về cấu hình nghĩa là phânbiệt nhau về sự phân bố không gian của các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử.Hai loại đồng phân lập thể chủ yếu là đồng phân quang học và đồng phân hình học Ở hai loạinày các chất đồng phân phân biệt nhau do sự phân bố không gian của các nguyên tử, nhómnguyên tử xung quanh phần “ không trùng với ảnh” hoặc phần cứng nhắc của phân tử

1 Đồng phân hình học:

Ta có thể hình dung sự xuất hiện các đồng phân hình học trong các trường hợp phổ biến nhưsau: nếu có hai nguyên tử nối với nhau bằng một liên kết cộng hóa trị cứng nhắc (nghĩa làkhông có sự quay của hai phần phân tử quanh trục nối hai nguyên tử này) thì hai nhóm thế nốivới chúng có thể có những cách phân bố không gian khác nhau :

Nếu chúng ở cùng phía đối với nhau ta gọi là đồng phân cis

Nếu chúng ở khác phía đối với nhau ta gọi là đồng phân trans

Hiện tượng đồng phân hình học xuất hiện ở các hợp chất có nối đôi carbon – carbon (đồngphân etylenic) là do có liên kết π giữa hai nguyên tử carbon mà sự quay quanh trục nối hainguyên tử này bị cản trở Với cấu tạo a,b C = C a,b hoặc a,b C = C a,c sẽ có hai cách phânbố không gian cứng nhắc sau:

aa

bb

Cấu hình cis

abCấu hình trans

và

ab

Ví dụ :

Axit Maleic ( cis )

COOHHOOC

HH

cb

CH3HOOC

HH

HH

HH

2.Đồng phân quang học:

2.1 Thuyết carbon tứ diện và quy ước biễu diễn cơ cấu phân tử trong không gian :

a Thuyết carbon tứ diện :

Năm 1874 Lebel và Van’t Hoff cho rằng: 4 nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử nối với nguyên tửcarbon không phải nằm trên cùng một mặt phẳng mà được phân bố trong không gian tại 4đỉnh của 1 tứ diện đều có tâm là nguyên tử carbon đó

Góc giữa các liên kết đều bằng nhau và bằng 1090 28’ :

Nếu 4 nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử liên kết với nguyên tử carbon hoàn toàn khác nhau thìnguyên tử carbon trung tâm được gọi là carbon phi đối xứng hay carbon bất đối xứng và đượcký hiệu là C*

Ví dụ:

CH3 - CH - CH2 - CH3Cl

*

Thuyết này hoàn toàn phù hợp với các kết quả cho bởi các phương pháp vật lý hiện đại vàthuyết lai hóa các orbital nguyên tử

b Quy ước biểu diễn cơ cấu phân tử trong không gian:

- Công thức phối cảnh :

dc

ba

- Mô hình tứ diện :

bd

a

c

- Công thức chiếu Fischer : đặt tứ diện sao cho một cạnh nằm ngang hướng về phía ngườiquan sát rồi chiếu xuống mặt phẳng giấy Trục thẳng đứng là mạch carbon đồng thời biểudiễn các liên kết hướng ra phía sau mặt phẳng giấy Trục nằm ngang biểu diễn các liên kếthướng ra phía trước mặt phẳng giấy:

bd

2.2 Ánh sáng phân cực phẳng và hiện tượng quang hoạt :

Ánh sáng tự nhiên gồm các sóng điện từ có vectơ điện trường dao động theo mọi hướng trongkhông gian và luôn thẳng góc với phương truyền Mặt phẳng xác định bởi phương truyền và

109 28o ,

phương của vectơ dao động được gọi là mặt phẳng dao động của ánh sáng Nếu trên đường đicủa tia sáng ta đặt một lăng kính Nicol phân cực thì tia ló có vectơ điện trường chỉ còn daođộng theo một hướng nhất định trong không gian Tia sáng như vậy được gọi là ánh sáng phâncực phẳng

Nicol

Ánh sáng phân cựcphẳngCó một số chất khi cho ánh sáng phân cực phẳng đi qua, người ta nhận thấy mặt phẳng daođộng của nó bị quay đi một góc α nào đó Hiện tượng như vậy được gọi là hiện tượng quanghoạt; những chất có đặc tính làm quay mặt phẳng dao động của ánh sáng phân cực được gọi làchất quang hoạt α được gọi là góc quay cực

Nếu mặt phẳng dao động lệch về phía phải so với người quan sát, chất quang hoạt được gọi làchất quay phải ( α có trị số dương )

Nếu mặt phẳng dao động lệch về phía trái so với người quan sát chất quang hoạt được gọi làchất quay trái ( α có trị số âm ) Góc quay cực α có thể đo được bằng một phân cực kế

CH3

C H CH3 Cl

(a)

CH3

C H Cl

(b)

C H2 5

(a) 2 – Clo propan là phân tử đối xứng

(b) 2 – Clo butan là phân tử bất đối xứng

2.3 Đồng phân quang học do phân tử có một carbon phi đối xứng :

Người ta nhận thấy, trong đa số các hợp chất hữu cơ có tính quang hoạt phân tử của chúng đềucó chứa carbon phi đối xứng (Tuy nhiên cần lưu ý là sự hiện diện của C* trong phân tử chưaphải là điều kiện đủ để phân tử có tính quang hoạt mà điều kiện cần và đủ là phải có sự bấtđối xứng trong phân tử)

Ví dụ: phân tử axit Lactic CH3- CHOH- COOH có 1C* Người ta nhận thấy có 2 loại axit Lactic cógóc quay cực bằng nhau nhưng ngược nhau về dấu: một axit Lactic quay phải và một axit Lacticquay trái; phân tử của chúng có cấu hình đối xứng nhau qua gương phẳng :

HAxit ( + ) - LacticHO

OH

COOHH

CH3

COOHH

CH3

HO

Công thức chiếu Fisher

Axit ( - ) Lactic Axit ( + ) – LacticHai axit này là hai đồng phân quang học và được gọi là hai chất đối quang ( hay hai chất đốihình )

Hỗn hợp những lượng bằng nhau của 2 chất đối quang thì không có tính quang hoạt và được gọilà hỗn hợp raxêmic

Vậy đồng phân quang học là những chất đồng phân có cấu tạo giống nhau nhưng sự phân bốcủa các nhóm thế trong không gian khác nhau do vậy tác dụng trên ánh sáng phân cực khácnhau

2.4 Đồng phân quang học do phân tử có n C* không tương đương Qui tắc Van’t Hoff

• Khi phân tử có chứa 2 C* không tương đương người ta thấy có 4 đồng phân quang học:

Ví dụ : 3 – brôm butanol – 2 :

CH3 - CH - CH - CH3

Br OHcó 4 đồng phân quang học được biểu diễn bằng công thức chiếu Fisher như sau :

(II)(I)

BrHO

CH3

CH3HH

CH3

H

H

BrOH

CH3

BrHO

CH3

CH3H

H

CH3

H

HBr

OH

CH3

Hai đồng phân (I) và (II) có những nhóm thế giống nhau (hoặc tương đương nhau) nằm cùng

bên mạch carbon trong công thức Fischer được gọi là dạng eritro Hai đồng phân (III) và (IV) có những nhóm thế giống nhau nằm hai bên mạch carbon được gọi là dạng treo.

• Tổng quát : khi phân tử có chứa nC* không tương đương thì theo quy tắc Van’t Hoff sẽcó 2n đồng phân quang học

2.5 Trường hợp đặc biệt : phân tử có Cacbon phi đối xứng tương đương Dạng meso

Khi phân tử có những carbon phi đối xứng tương đương nhau, số đồng phân quang học ít hơn

2n, quy tắc Van’t Hoff không áp dụng được

Ví dụ: axit tartric HOOC – CHOH – CHOH – COOH có 2 C* tương đương nhau, chỉ có 3 đồngphân quang học có công thức Fisher như sau :

HH

COOH

COOHHO

HO

(IV)(III)

HOHOCOOH

COOHHH

COOHH

H

OHOHCOOH

Hai đồng phân (I) và (II) là hai chất đối quang, (III) và (IV) chỉ là một chất và do có mặtphẳng đối xứng trong chính phân tử nên không có tính quang hoạt và được gọi là dạng meso

2.6 Ký hiệu cấu hình :

Để kí hiệu cấu hình của các đồng phân quang học người ta lấy Glyxerandehit

CH2OH – CHOH –CH= O làm chuẩn và quy ước:

CHOHH

CH2OH

HHO

D - Glyxerandehit

CH2OH

CH = O

L - GlyxerandehitVới các phân tử kiểu R-CHX- R’ (X=O, N, S, halogen,…) nhóm nào bị oxi hóa sâu hơn thì ở phíatrên của công thức chiếu Fischer Nếu sự phân bố của X giống với D- Glyxerandehit thì hợp chấtđược coi là có cấu hình D còn nếu giống với L- Glyxerandehit thì hợp chất được coi là có cấuhình L

Thứ tự các nhóm bị oxi hóa như sau :

Còn trị số của góc quay cực thì được xác định nhờ cực phân kế

Ví dụ :

Axit D - (-) - Latic Axit L - (+) - Lactic

C HIỆU ỨNG HÓA HỌC

Sự tác động tương hỗ giữa các nguyên tử trong phân tử làm thay đổi sự phân cực của phân tửđược gọi là hiệu ứng hóa học Sự tác động này khác nhau tùy thuộc vào hệ được khảo sát là hệkhông liên hợp hay hệ liên hợp Phù hợp với điều này người ta phân biệt các hiệu ứng cảm ứngvà các hiệu ứng liên hợp

bị phân cực mặc dù sự phân cực đã yếu hơn nhiều Kết quả là phân tử n - propylclorua trở nênphân cực

Sự phân cực hay sự dịch chuyển mật độ electron σ như vậy gọi là ảnh hưởng cảm ứng hay hiệuứng cảm ứng, kí hiệu bằng I (Inductive effect) Nguyên tử Clo là nguyên tử gây ảnh hưởng cảmứng

Người ta quy ước nguyên tử hidro liên kết với carbon trong liên kết C-H có hiệu ứng I = O.Những nguyên tử hay nhóm nguyên tử X có khả năng hút electron mạnh hơn hidro được coi làcó hiệu ứng cảm ứng âm –I, còn những nguyên tử hay nhóm nguyên tử có khả năng đẩyelectron mạnh hơn hidro thì được coi là nhóm có hiệu ứng cảm ứng dương +I Chiều chuyển dịchmật độ electron trong hiệu ứng cảm ứng được mô tả bằng mũi tên thẳng :

Y C C – H C X +I I = O -I

• Hiệu ứng +I thường thấy ở các nhóm ankyl và các nhóm mang điện tích âm :

Trong dãy các nhóm ankyl hiệu ứng +I tăng theo độ phân nhánh hay là bậc của nhóm :

- Nhóm mang điện tích dương có hiệu ứng –I lớn hơn nhóm có cấu tạo giống thế mà không mang điện:

O

H - CH2 - C - OH

136

O

Cl CH2 - C - OH

260

II HIỆU ỨNG LIÊN HỢP:

Hiệu ứng liên hợp chỉ đặc trưng cho các hệ liên hợp là hệ thống bao gồm các liên kết đôi luânphiên với các liên kết đơn (liên hợp π, π ) hoặc hệ thống có nguyên tử còn cặp electron tự donối với một liên kết đôi (liên hợp p, π ):

σ π π

Hệ liên hợp π, π Hệ liên hợp p, π

Trong các hệ liên hợp có sự chuyển dịch electron đặc trưng cho các electron π khác với cơ chếchuyển dịch cảm ứng ở trên

Chẳng hạn phân tử : butadien- 1,3 ở trạng thái bình thường không phân cực, nếu thay mộthidro ở nhóm CH2 bằng nhóm CH=O chẳng hạn thì nhóm này sẽ tham gia liên hợp với cácorbital p của butadien Nhờ đặc tính phân cực sẵn có của nhóm CH=O, toàn bộ orbital π mớihình thành của phân tử bị dịch chuyển một phần về phía nguyên tử oxi (sự dịch chuyển nàyđược biểu thị bằng những mũi tên cong) :

CH2 = CH - CH = CH - CH = O

Sự phân cực phân tử gây nên bởi sự dịch chuyển mật độ electron π như vậy được gọi là hiệuứng liên hợp và ký hiệu bằng chữ C (Conjugate effect ).

Nhóm CH = O có hiệu ứng liên hợp theo cơ chế hút electron được gọi là nhóm có hiệu ứng liênhợp âm –C Những nhóm có tác dụng đẩy electron bằng cách liên hợp tương tự như trên đượcgọi là nhóm có hiệu ứng liên hợp dương +C Ví dụ các nhóm –Cl, -OH, -NH2 trong các hệ liênhợp p, π dưới đây là các nhóm có hiệu ứng +C :

- NH2 > - OR > - F

- F > - Cl > - Br > - I

• Hiệu ứng –C thường gặp ở các hệ liên hợp π, π có chứa các nhóm không no với công thứcchung C=Y (có một số nhóm với công thức C Z như C N; một số nhóm khác không chứacarbon như NO2) Hướng chuyển dịch electron được biểu thị bằng những mũi tên cong như sau :

C C C Y Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử Y có độ âm điện càng lớn thì hiệu ứng liên hợp âm –C càngmạnh:

C = O > C = NR > C = CR2

- NO2 > - CN > = CO > - COOR > - COOH

III HIỆU ỨNG SIÊU LIÊN HỢP:

Nghiên cứu những tính chất vật lý và hóa học của các phân tử hữu cơ người ta nhận thấy ngoàisự liên hợp π, π và p, π đã nêu ở trên còn có sự liên hợp σ, π là sự liên hợp giữa orbital σ

của nhóm ankyl và orbital π của liên kết đôi, liên kết ba hay vòng thơm Người ta gọi đó là sựsiêu liên hợp hay hiệu ứng siêu liên hợp, kí hiệu bằng chữ H (Hyper conjugation)

Hiệu ứng siêu liên hợp của các nhóm ankyl luôn luôn là hiệu ứng đẩy electron; chiều chuyểndịch mật độ electron cũng được mô tả bằng các mũi tên cong :

C CH = CH2

HH

HH

Hiệu ứng siêu liên hợp tỉ lệ với số liên kết C – H ở vị trí α so với liên kết đôi :

- CH3 > - CH2 – CH3 > - CH( CH3)2 > - C( CH3 )3

Để gọi tên các ankan có từ 5 carbon trở lên, ta phân biệt 2 trường hợp :

• Với ankan mạch không phân nhánh :

Tên ankan loại này gồm tên tiếp đầu ngữ bằng tiếng Hy Lạp chỉ số nguyên tử carbon ghép vớiđuôi AN :

• Với ankan mạch phân nhánh :

Gọi theo quy tắc IUPAC ( International Union of Pure and Applied Chemistry ) :

- Chọn mạch carbon dài nhất làm mạch chính

- Đánh số mạch chính sao cho các nguyên tử carbon mang nhánh có số nhỏ

- Khi gọi tên : gọi tên mạch nhánh trước rồi đến tên mạch chính Trước tên nhánh có con sốđể chỉ vị trí của nhánh :

54321

Tên của gốc ankyl được hình thành từ tên ankan tương ứng bằng cách đổi AN → YL

Sau đây là tên một số gốc ankyl thường gặp :

CH3 - : metyl ; CH3 – CH2 - : etyl

CH3

CH3 - CH - : n - propyl

CH3 - CH2 - CH2 -

; CH3 - CH - CH2 - CH3 : sec - butyl : n - butyl

• Dùng LiAlH4 ( Liti nhôm hydrua ) :

2 Tổng hợp Wurtz :

4 Hidro hóa các anken, ankin :

R - CH = CH - R' +H2 / Pt R - CH2 - CH2 - R' +H2 / Pt R - C C - R'

5 Khử CO 2 của muối RCOONa :

III TÍNH CHẤT VẬT LÝ :

Các ankan từ C1 đến C4 ở thể khí, từ C5 đến C16 : thể lỏng; từ C17 trở lên : thể rắn ở nhiệt độthường Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng tăng dần theo số carbon

Các ankan là các phân tử không phân cực nên không tan trong nước, nhưng dễ tan trong cácdung môi hữu cơ như benzen, cloroform

IV TÍNH CHẤT HÓA HỌC :

Liên kết đơn σ trong các ankan khá bền và không khác nhau nhiều về hoạt độ nên các phảnứng của ankan thường xảy ra trong các điều kiện thí nghiệm mạnh và xảy ra ở nhiều vị trí khácnhau trong phân tử dẫn đến hình thành hỗn hợp các sản phẩm

Hai loại phản ứng chính của các ankan là phản ứng thế và phản ứng cắt mạch carbon

1 Phản ứng thế :

Trong các phản ứng thế, nguyên tử hidro của liên kết C – H được thay thế bằng nguyên tử haynhóm nguyên tử khác Khả năng phản ứng giảm dần khi đi từ hidro bậc 3 sang hidro bậc 2 vàhidro bậc 1

2 Phản ứng nhiệt phân : ( phản ứng cracking )

Khi đốt nóng các ankan mạch dài ở khoảng 5000C – 7000C các ankan có thể bị phân cắt đểcho một hỗn hợp ankan mạch ngắn hơn và anken

ANKAN thành đuôi EN

Để gọi tên các anken đồng phân, mạch phân nhánh chọn mạch chính dài nhất có chứaliên kết đôi; đánh số sao cho carbon mang liên kết đôi có số nhỏ :

CH2 = CH2 : eten ( etylen )

CH3 – CH = CH2 : propen ( propylen )

CH2 = CH – CH2 – CH3 : buten – 1 ( α - butylen )

CH3 – CH = CH – CH3 : buten – 2 ( β - butylen )

: 2 - metylpropen ( izo butylen )

CH3

CH2 = C - CH3

thường với đuôi –ylen ( các tên gọi trong ngoặc ở các ví dụ trên )

tự được đánh bắt đầu từ carbon mang hóa trị tự do :

CH2

H2C

H2C

CH2 CH2

CHCH

H2C

CH2 CH2

CHCH

XiclohexenXiclopenten

II ĐIỀU CHẾ :

1 Loại nước rượu : ( de hydrat hóa )

R - CH2 - CH - CH3

OH

H2SO4

180oC R - CH = CH - CH3 + R - CH2 - CH = CH2

Khả năng phản ứng : rượu bậc 3 > rượu bậc 2 > rượu bậc 1

Sản phẩm chính là anken mang nhiều nhóm thế hơn

2 Loại HX của ankyl halogenua :

R - CH = CH - CH3 + HX

R - CH2 - CH - CH3

X

KOH / rượu

Khả năng phản ứng :

- Với các dẫn xuất R – X có cùng R, khả năng phản ứng giảm theo thứ tự RI > RBr > RCl >RF

- Với một halogen cho trước : R bậc 3 > R bậc 2 > R bậc 1

3 Loại halogen X 2 của α - dihalogenua :

III TÍNH CHẤT VẬT LÝ :

Các anken từ C2 đến C4 ở thể khí, từ C5 đến C18 ở thể lỏng và từ C19 trở lên ở thể rắn

Nói chung tính chất vật lý của các anken tương tự ankan như : không tan trong nước, nhẹ hơnnước, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần theo số nguyên tử carbon

IV TÍNH CHẤT HÓA HỌC :

Nối đôi C = C của anken gồm 1 nối σ bền và 1 nối π kém bền dễ bị bẻ gãy Do vậy tính chất đặc trưng nhất của các anken là khuynh hướng tham gia các phản ứng cộng, trong đó nối π bị đứt ra để hai nhóm mới gắn thêm vào tạo hợp chất no :

X YNgoài phản ứng cộng, các anken còn có phản ứng oxi hóa nối đôi, phản ứng thế Hα

IV.1 – Phản ứng cộng :

1 Phản ứng cộng H 2 :

Phản ứng cộng H2 vào anken được thực hiện với các chất xúc tác như : Ni, Pt

R - CH = CH2 + H2 Pt R - CH2 - CH3

to

2 Phản ứng cộng ion :

Phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng ái điện tử ( cộng electrophil )

XPhản ứng sẽ xảy ra thuận lợi nếu anken có mật độ electron cao ở nối đôi C = C :

Ghi chú : Với HBr, với sự có mặt peroxit, phản ứng xảy ra theo quy tắc Kharash :

R - CH = CH2 + HBr Peroxit R - CH2 - CH2Br

c Cộng H 2 SO 4 và hidrat hóa :

H2SO4 đậm đặc cộng được vào anken cho ankyl sunfat axit :

-Cộng (1) và (2) ta được phản ứng hidrat hóa anken :

-(R - CH2 - CH2)3B

R - CH = CH2

IV.2 – Phản ứng oxi hóa :

1 Phản ứng với KMnO 4 :

• Với dung dịch KMnO4 loãng, nhiệt độ thấp ( 00C – 50C ) chỉ có nối π của anken

bị đứt, 2 nhóm OH được gắn vào cho α - diol :

o

O C

KMnO4 loãng

OHOH

R - CH - CH2

R - CH = CH2

• Với dung dịch KMnO4 đặc, nhiệt độ cao, nối đôi C = C bị đứt cho xeton, axit hay

CO2 tùy theo cấu tạo anken :

R

OCH