Bài 2: Liên kết và sự biến đổi liên kết ở hợp chất hữu cơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Môn học: HÓA HỌC HỮU CƠ Bài 2: Liên kết biến đổi liên kết hợp chất hữu TS ĐẶNG THỊ HÀ leha1645@yahoo.com Phần 1: Liên kết cộng hóa trị Liên kết cộng hóa trị Liên kết cộng hóa trị? Liên kết cộng hóa trị liên kết hình thành nguyên tử hay nhiều cặp điện tử (electron) chung Liên kết ion/điện hóa trị/điện tích? Liên kết ion liên kết hóa học có chất lực hút tĩnh điện hai ion mang điện tích trái dấu, hình thành dịch chuyển nhiều electron từ nguyên tử sang nguyên tử khác Biểu diễn công thức Liuyt: cặp electron điện tử thay hai dấu chấm dấu gạch Lưu ý: - Chỉ biểu diễn electron hóa trị - Các nguyên tố đạt cấu hình khí hiếm: H = 2e, C, N, O…= 8e  Quy tắc bát tử Ví dụ: viết công thức Liuyt cho C3H6, CH3CN, CH3COOH, CHNO Ngoại lệ: B(OCH3)3 = 6e Điện tích quy ước Nếu tổng số electron nguyên tử (bao gồm số electron tự nửa số electron tạo thành liên kết cộng hóa trị) số electron hóa trị nguyên tố tự điện tích quy ước cho nguyên tố 0, lớn nguyên tố mang điện tích âm nhỏ mang điện tích dương Ví dụ: R(NO2)Ở công thức có ghi điện tích quy ước, tổng đại số tất điện tích quy ước phải điện tích tổng cộng ion phân tử 3 Công thức cộng hưởng Trong công thức Liuyt, electron xem vị trí định Tuy nhiên thực tế Ví dụ: R(NO2)-: độ dài liên kết N-O hai nguyên tử oxy Phần 2: Các liên kết yếu Ở nhiệt độ thường, đa số chất hữu tồn thể lỏng rắn  phân tử tồn lực tương tác định - Lực tương tác phân tử nhỏ nguyên tử phân tử chất giống với lực liên kết hóa học Đây liên kết yếu thường gặp liên kết hydro hay liên kết cho nhận phức chuyển điện tích Giải thích tính chất vật lý chất Liên kết hydro gì? Liên kết hydro loại liên kết yếu, hình thành có lực hút tĩnh điện H mang điện dương với nguyên tố có độ âm điện mạnh N, Cl, O, F… Liên kết hydro nội phân tử Liên kết hydro ngoại phân tử Liên kết hidro liên phân tử: - Làm tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi làm giảm độ điện ly axit; - Gây biến đổi độ tan chất tan tạo liên kết hidro với dung môi chất tan tan tốt dung môi Ví dụ : rượu etilic tan vô hạn nước, amoniac tan tốt nước Phần 3: Sự chuyển dịch mật độ electron phân tử HCHC Sự dịch chuyển mật đô electron phân tử HCHC phân thành hiệu ứng cảm ứng, hiệu ứng trường, hiệu ứng liên hợp hiệu ứng siêu liên hợp Hiệu ứng cảm ứng Tại có khác Ka? Sự dịch chuyển mật độ electron dọc theo mạch liên kết phân tử gây chênh lệch độ âm điện gọi Hiệu ứng cảm ứng Hiệu ứng cảm ứng âm Hiệu ứng cảm ứng dương Hiệu ứng cảm ứng âm -Các nguyên tử hút electron phía làm cho mang điện tích âm, ví dụ nhóm nguyên tố có độ âm điện lớn Cl, N, O, S… - Hiệu ứng cảm ứng âm tăng theo độ âm điện nguyên tử hay nhóm nguyên tử -Các nhóm không no nhóm hút electron Hiệu ứng cảm ứng dương -Các nguyên tử đẩy electron xa làm cho mang điện tích dương, ví dụ nhóm alkyl: CH3-, C2H5… - Độ mạnh đẩy electron nhóm alkyl tăng theo độ phân nhánh chúng Phần 2: Phản ứng hữu Phản ứng phân cực – dị li 1.1 Cacbocation cacbanion Phản ứng không phân cực : đồng li Dưới tác dụng điều kiện định, phân tử bị phân cắt không đồng đều, nguyên tử có độ âm điện cao chiếm cặp e dùng chung mang điện tích âm gọi phân cắt dị li Phần mang điện tích dương gọi cacbocation kí hiệu R+ phần tích điện âm gọi cacbanion, kí hiệu R- Đây tiểu phân trung gian, không bền vững Sản phẩm phản ứng dị li phụ thuộc vào thời gian sống cacbocation cacbanion hay độ bền chúng Các phản ứng hữu xảy theo xu hướng hình thành cabocation hay cacbanion bền Độ bền cacbocation cacbanion phụ thuộc vào cấu trúc chúng.Những hiệu ứng electron làm giải tỏa điện tích dương âm nguyên tử cacbon chúng bền hơn: 1.2 Tác nhân electrophin tác nhân nucleophin: Trong phản ứng Chất hữu với chất vô cơ: Chất hữu chất phản ứng Chất vô cơ: tác nhân phản ứng Giữa hai chất hữu cơ: chất đơn giản tác nhân phản ứng Các cation cation kim loại, cacbocation …luôn có xu hút electron nên chất ưa electron gọi electrophin Khi chất đóng vai trò tác nhân phản ứng chúng gọi tác nhân electrophin Các anion halogenua, cacbanion hay các phân tử trung hòa chứa liên kết pi aren, anken…luôn có lực cao với điện tích dương hay ưa hạt nhân gọi nucleophin Khi chất đóng vai trò tác nhân phản ứng chúng gọi tác nhân nucleophin Phản ứng không phân cực : đồng li Sự tạo thành gốc tự do: Liên kết phân tử hợp chất hữu phân cắt đồng hai nguyên tử tham gia liên kết, nguyên tử chiếm electron từ cặp electron dùng chung tạo gốc tự Gốc tự tiểu phân trung gian không bền Phân loại phản ứng hữu theo biến đổi phân tử 3.1 Phản ứng P/ư 1: p/ư gốc tự P/ư 2: p/ư electrophin P/ư 3: p/ư nucleophin 3.2 Phản ứng cộng 3.3 Phản ứng tách …