Tóm tắt lý thuyết hidrocacbon no ôn thi thpt quốc gia môn Hoá

Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn HIĐROCACBON NO    Cấu trúc danh pháp ankan xicloankan Tính chất vật lí hóa học ankan xicloankan Phương pháp điều chế,ứng dụng ankan xicloankan Hiđrocacbon no (còn gọi hiđrocacbon bão hòa) hiđrocacbon mà phân tử có liên kết đơn C-C Hiđrocacbon no với mạch cacbon hở (không vòng) gọi ANKAN Hiđrocacbon no với mạch cacbon vòng gọi XICLOANKAN Hiđrocacbon no nguồn nhiên liệu trọng yếu người cung nguồn nguyên liệu quan trọng ngành công nghiệp hóa chất A Ankan: Đồng đẳng, đồng phân danh pháp   Biết liên quan đồng đẳng,đồng phân ankan Biết gọi tên ankan với mạch không 10 nguyên tử C I Đồng đẳng, đồng phân Đồng đẳng Ankan: metan ( ), etan ( ), có công thức chung đẳng metan ), propan ( ), butan ( ),các pentan ( Chúng hợp thành dãy đồng đẳng gọi dãy đồng Đồng phân a) Đồng phân mạch cacbon Ở dãy đồng đẳng metan, từ thành viên thứ tư trở đi, thành viên gồm nhiều đồng phân Thí dụ : Ứng với công thức phân tử cấu tạo : Ứng với công thức phân tử tạo : (thành viên thứ tư dãy đồng đẳng) có đồng phân (thành viên thứ năm dãy đồng đẳng) có đồng phân cấu Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Nhận xét : Ankan từ trở có đồng phân cấu tạo, đồng phân mạch cacbon b) Bậc cacbon (ankan không phân nhánh) (ankan phân nhánh) Bậc nguyên tử C phân tử ankan số nguyên tử C liên kết trực tiếp với Ankan mà phân tử chứa C bậc I C bậc II (không chứa C bậc III C bậc IV) ankan không phân nhánh Ankan mà phân tử có chứa C bậc III C bậc IV ankan phân nhánh Số lượng đồng phân cấu tạo tăng nhanh theo số nguyên tử C phân tử n 10 15 20 30 Số đồng phân 18 35 75 4347 366319 Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Nếu kể đồng phân lập thể ( đồng phân quang học) số lượng đồng phân lớn nhiều Để viết đủ đồng phân cấu tạo ankan có 10 nguyên tử C phân tử, ta tự làm Còn để tính số lượng đồng phân cấu tạo ankan chứa nhiều nguyên tử C hơn, chắn cần phải có trợ giúp máy tính II Danh pháp Ankan không phân nhánh (trước ankan không phân nhánh từ trở lên thường thêm chữ n.) Nhóm nguyên tử lại sau khí lấy bớt nguyên tử H từ phân tử ankan có công thức đuợc gọi nhóm ankyl Tên nhóm ankyl không phân nhánh lấy từ tên ankan tuơng tứng đổi đuôi an thành yl Ankan phân nhánh Theo IUPAC, tên ankan phân nhán đuợc gọi theo kiểu tên thay : Số vị trí - Tên nhánh Tên mạch - an   Mạch mạch dài nhất,có nhiều nhánh Đánh số nguyên tử cacbon thuộc mạch phía phân nhánh sớm Gọi tên mạch nhánh (tên nhóm ankyl) theo thứ tự vần chữ Số vị trí nhánh đặt trước gạch nối với tên nhánh Thí dụ : 2- Metylpropan 2,2- đimetylpropan 2,3- đimetylpentan Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn B Ankan: Cấu trúc phân tử tính chất vật lí   Biết hình thành liên kết cấu trúc không gian ankan Biết mối quan hệ cấu tạo tính chất vật lý ankan I Cấu trúc phân tử Ankan Sự hình thành liên kết phân tử Ankan Các nguyên tử C ankan trạng thái lai hóa Mỗi nguyên tử C nằm tâm tứ diện mà đỉnh nguyên tử H C,liên kết C-C,C-H liên kết gần Các góc hóa trị Cấu trúc không gian Ankan a) Mô hình phân tử b) Cấu dạng Các nhóm nguyên tử liên kết với liên kết đơn C-C quay tuơng đối tự quanh trục liên kết tạo vô số dạng khác vị trí tuơng đối không gian gọi cấu dạng Cấu dạng xen kẽ bền cấu dạng che khuất Các cấu dạng chuyển đổi với nhau, cô lập riêng cấu dạng II Tính chất vật lí ankan Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi khối lượng riêng Ở điều kiện thường,các ankan từ đến trạng thái khí,từ lỏng,từ khoảng trở trạng thái rắn đến khoảng trạng thái Nhiệt độ nóng chả,nhiệt độ sôi khối luợng riêng ankan nói chung tăng theo số nguyên tử cacbon phân tử thức tăng theo phân tử khối.Ankan nhẹ nước Tính tan, màu mùi Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Ankan không tan nước,khi trộn vào nuớc bị tách thành lớp lên bên nên người ta nói chúng kị nước.Ankan dung môi không phân cực hòa tan tốt chất không phân cực dầu,mỡ chúng chất ưa dầu mỡ ưa bám dính vào quần áo,lông,da.Những ankan lỏng thấm qua da màng tế bào Ankan chất không màu Các ankan nhẹ metan,etan,propan khí không mùi.Ankan từ xăng,từ có mùi dầu hỏa.Các ankan bay nên không mùi có mùi C Ankan: Tính chất hóa học, điều chế ứng dụng   Hiểu tính chất hóa học ankan Biết phương pháp điều chế ứng dụng ankan I Tính chất hóa học ankan Ở Ankan có liên kết C-C C-H Đó liên kết bền vững, ankan tương đối trơ mặt hóa học : Ở nhiệt độ thông thuờng chúng không phản ứng với axit,bazơ chất oxi hóa mạnh (như ) Vì ankan có tên parafin,nghĩa lực hóa học Dưới tác dụng ánh sáng, xúc tác nhiệt,ankan tham gia phản ứng thế,phản ứng tách phản ứng ôxi hóa Phản ứng Khi chiếu ánh sáng đốt nóng hỗn hợp metan clo xảy phản ứng nguyên tử hiđro clo: Các đồng đẳng metan tham gia phản ứng tuơng tự metan.Thí dụ : Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Phản ứng H halogen thuộc loại phản ứng halogen hóa,sản phẩm hữu có chứa halogen gọi dẫn xuất halogen Clo H cacbon bậc khác nhau.Brom H cacbon bậc cao.Flo phản ứng mãnh liệt nên phân hủy ankan thành C HF.Iot yếu nên ứng với ankan Cơ chế phản ứng halogen hóa ankan Phản ứng clo hóa vào brom hóa ankan xảy theo chế gốc-dây chuyền theo bước: (1) : Phân tử clo hấp thụ ánh sáng bị phân cắt đồng li thành nguyên tử clo (2): Nguyên tử clo gốc tự hoạt động,nó ngắt lấy nguyên tử H từ tự tạo rao HCl gốc (3): Gốc không bền,nó tách lấy nguyên tử Cl từ để trở thành bền ơn.Nguyên tử Cl sin phản ứng (3) lại tác dụng với làm cho phản ứng (2) (3) lặp lặp lại tới hàng chục ngàn lần dây chuyền (4) (5) (6) : Các gốc tự kết hợp với thành phần tử bền Phản ứng tách (gãy liên kết C-C C-H) Nhận xét : Dưới tác dụng nhiệt xúc tác ( ),các ankan bị tách hiđro tạo thành hiđrocacbon không no mà bị gẫy liên kết C-C tạo phân tử nhỏ Phản ứng oxi hóa Khi đốt,các ankan bị cháy tạo tỏa nhiều nhiệt : Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Các ankan đầu dãy đồng đẳng dễ cháy,tỏa nhiều nhiệt.Khí CO_2,hơi nuớc nhiệt tạo nhanh nen gây nổ Nếu không đủ ôxi, ankan bị cháy không hoàn toàn, tạo sản phẩm CO,muội than,không làm giảm suất tỏa nhiệt mà gây độc hại cho môi trường Khi có xúc tác,nhiệt độ thích hợp,ankan bị ôxi hóa hoàn toàn tạo thành dẫn xuất chứa oxi,thí dụ : II Điều chế ứng dụng Điều chế ankan a) Trong công nghiệp Metan đồng đẳng tách từ khí thiên nhiên dầu mỏ b) Trong phòng thí nghiệm Khi cần lượng nhỏ metan, nguời ta nung natri axetat với vôi xút, cho nhôm cacbua tác dụng với nước : Ứng dụng Làm nhiên liệu, vật liệu Làm nguyên liệu D Xicloankan I Cấu trúc, đồng phân, danh pháp Cấu trúc phân tử số monoxicloankan Xicloankan hiđrocacbon no mạch vòng Xicloankan có vòng (đơn vòng) gọi monoxicloankan Xicloankan có nhiều vòng (đa vòng) gọi polixicloankan Monoxicloankan có công thức chung Trừ Xicloankan,ở phân tử xicloankan nguyên tử bon không nằm mặt phẳng Đồng phân cách gọi tên monoxicloankan Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn a) Quy tắc Số vị trí - Tên nhánh - xiclo + Tên mạnh - an Mạch mạch vòng Đánh số cho tổng số vị trí mạch nhánh nhỏ b) Thí dụ Một số xicloankan đồng phân ứng với công thức phân tử II Tính chất Tính chất vật lí xicloankan Tính chất hóa học xicloankan a) Phản ứng cộng mở vòng xiclopropan Phản ứng cộng mở vòng xiclobutan (propan) (1,3- đibrompropan) (1- brompropan) Xiclobutan cộng với hiđro : (butan) Xicloankan vòng 5,6 cạnh trở lên phản ứng cộng mở vòng điều kiện b) Phản ứng xicloankan Phản ứng xicloankan tương tự ankan c) Phản ứng oxi hóa xicloankan Xicloankan không làm màu dung dịch III Điều chế ứng dụng Điều chế xicloankan Ngoài việc tách trực tiếp từ qúa trình chứng cất dầu mỏ, xicloankan đuợc điều chế từ ankan Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Ứng dụng xicloankan Ngoài việc dùng làm nhiên liệu ankan, xicloankan dùng làm dung môi, làm nguyên liệu để điều chế chất khác  ... phân tử số monoxicloankan Xicloankan hiđrocacbon no mạch vòng Xicloankan có vòng (đơn vòng) gọi monoxicloankan Xicloankan có nhiều vòng (đa vòng) gọi polixicloankan Monoxicloankan có công thức chung... đimetylpentan Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn B Ankan: Cấu trúc phân tử tính chất vật lí   Biết hình thành liên kết cấu trúc không gian ankan Biết mối quan hệ cấu tạo tính chất vật lý ankan... trúc không gian Ankan a) Mô hình phân tử b) Cấu dạng Các nhóm nguyên tử liên kết với liên kết đơn C-C quay tuơng đối tự quanh trục liên kết tạo vô số dạng khác vị trí tuơng đối không gian gọi