Tom tat ly thuyet hoa hoc

Phạm ngọc sơn Tóm tắt lý thuyết hoá học trung học phổ thông Chủ đề Cấu tạo nguyên tử Bảng tuần hoàn định luật Tuần hoàn nguyên tố hoá học I Cấu tạo nguyên tử Thành phần cấu tạo nguyên tử, đặc điểm hạt cấu tạo nên nguyên tử a) Thành phần cấu tạo nguyên tử Hạt nhân nằm tâm nguyên tử gồm hạt proton nơtron (riêng nguyên tố hiđro có loại nguyên tử hạt nhân chứa proton nơtron) Vỏ electron nguyên tử gồm electron chuyển động xung quanh hạt nhân b) Đặc tính hạt cấu tạo nên nguyên tử Vỏ electron nguyên tử Hạt nhân nguyên tử Đặc tính hạt Hạt proton (P) Hạt nơtron (N) Hạt electron (E) Điện tích (quy -ớc) qp = 1,602.1019C qn = qe = 1,602.1019C (1+) (0) (1) Khối l-ợng (quy -ớc) mp = 1,6726.10 (1đvC) 27 kg mn = 1,6748.10 (1đvC) 27 kg e m = 9,1094.10 31 kg (0,549.103đvC) Nhận xét : Khối l-ợng nguyên tử tập trung hầu hết hạt nhân, khối l-ợng electron không đáng kể 1 me = đvC (hay u) mp 1840 1840 1u = 19, 9265.1027 1, 6605.1027 (kg) ; mC 12 12 m1nt = (P+N)u ; M1molnt = (P+N) gam (với P số p, N số n) Nếu hình dung nguyên tử nh- cầu : V1nt = r Dnt = 1010m = 1A0 ; 1nm = 10A0 ; Dhn = Dnt.104 Điện tích số khối hạt nhân a) Số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron (Z = P = E) b) Số khối hạt nhân (A) tổng số proton (P) số nơtron (N) A=P+N=Z+N Nguyên tố hoá học a) Nguyên tố hoá học tập hợp nguyên tử có điện tích hạt nhân (nghĩa có số proton có số electron có tính chất hoá học giống nhau) b) Số hiệu nguyên tử (cho biết số thứ tự nguyên tử nguyên tố bảng tuần hoàn) đ-ợc kí hiệu Z, số đơn vị điện tích hạt nhân, số proton hạt nhân nguyên tử số electron có nguyên tử nguyên tố) c) Kí hiệu nguyên tử Số khối A X Z Số đơn vị điện tích hạt nhân Kí hiệu nguyên tố Đồng vị Nguyên tử khối trung bình a) Đồng vị nguyên tử có số proton nh-ng khác số nơtron, có số khối A khác Thí dụ : 16 O (8e, 8p, 8n) ; 17 O (8e, 8p, 9n)và 18 O (8e, 8p, 10n) L-u ý : Cần phân biệt với khái niệm đồng khối (là dạng nguyên tử nguyên tố khác có số khối A nh-ng khác số proton Z) Thí dụ : 40 19 K (19p, 21n, 19e) 40 20 Ca (20p, 20n, 20e) N Z Với nguyên tử nguyên tố có điện tích hạt nhân Z không 82 (hạt nhân nguyên tử bền) có tỉ số : N 1,524 (trừ || H ) Z b) Tỉ số Riêng nguyên tử nguyên tố Z < 18, tỉ số N 1,23 Z Nếu gọi tổng số hạt e, p, n S : S S 3,524 < 1,23 Z Z c) Nguyên tử khối trung bình nguyên tố ( A ) Nếu nguyên tố X có đồng vị : A1X, A2X, A3X,với phần trăm số nguyên tử đồng vị x1, x2, x3, khối l-ợng nguyên tử trung bình (KLNTTB) nguyên tố X : A X = x1%A1 + x2%A2 + x3%A3 + A x.A1 y.A2 z.A3 xyz Cấu trúc vỏ electron nguyên tử a) Obitan nguyên tử (kí hiệu AO) vùng không gian xung quanh hạt nhân mà tập trung phần lớn xác suất có mặt electron (khoảng 95%) Hình dạng obitan nguyên tử : Obitan s có dạng hình cầu, tâm hạt nhân nguyên tử Obitan p gồm obitan px, py, pz có dạng hình số nổi, obitan có định h-ớng khác không gian Obitan d, f có hình dạng phức tạp Các obitan khác hình dạng, kích th-ớc, nh-ng obitan chứa tối đa electron Obitan s Obitan px Obitan py Obitan pz b) Lớp electron : gồm electron có l-ợng gần Năng l-ợng electron lớp thấp lớp Các lớp electron đ-ợc đặc tr-ng số nguyên : n = 1, 2, 3, , đ-ợc kí hiệu lần l-ợt từ nh- sau : n lớp K L M N O P Q c) Phân lớp electron : gồm electron có l-ợng Các phân phân lớp đ-ợc kí hiệu chữ viết th-ờng : s, p, d, f Thực tế với 110 nguyên tố biết đủ số electron điền vào phân lớp : ns, np, nd, nf Thí dụ : với n = electron điền vào phân lớp 6s, 6p, 6d, 6f d) Số obitan phân lớp s, p, d, f t-ơng ứng số lẻ : 1, 3, 5,7 e) Số obitan lớp electron thứ n n2 obitan Thí dụ : Lớp M (n = 3) có : 32 = obitan (gồm obitan 3s, obitan 3p obitan 3d) ; lớp N (n = 4) có 42 = 16 obitan gồm 10 obitan 4s ; obitan 4p; obitan 4d ; obitan 4f f) Năng l-ợng electron nguyên tử Cấu hình electron nguyên tử Mức l-ợng obitan nguyên tử (hay mức l-ợng AO) Khi số hiệu nguyên tử Z tăng, mức l-ợng AO tăng dần theo trình tự nh- sau : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s 5p 5f 6s 6d 6p 7p 7s L-u ý : Khi Z tăng có chèn mức l-ợng Thí dụ : mức 4s trở nên thấp 3d, Các nguyên lí quy tắc phân bố electron nguyên tử Nguyên lí Pauli Trên obitan có nhiều hai electron hai electron chuyển động tự quay khác chiều xung quanh trục riêng electron Obitan có electron ghép đôi : electron độc thân : Nguyên lí vững bền trạng thái bản, nguyên tử electron chiếm lần l-ợt obitan có mức l-ợng từ thấp đến cao Quy tắc Kleckowski : (1s22s22p63s23p64s23d10465s24d10 6s24f145d106p67s25f146d107s2 ) Trong phân lớp, electron phân bố obitan cho số electron độc thân tối đa electron phải có chiều tự quay giống Cấu hình electron nguyên tử Cấu hình electron biểu diễn phân bố electron phân lớp thuộc lớp khác Thí dụ : Fe (Z =26) có 26 electron Cấu hình electron (CHE) Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 ý nghĩa : Số e phân lớp Chẳng hạn : Số thứ tự lớp 3d6 Tên phân lớp Cấu hình electron nguyên tử Fe viết d-ới dạng ô l-ợng tử : Đặc điểm lớp electron Do liên kết yếu với hạt nhân nguyên tử, electron lớp dễ tham gia vào hình thành liên kết hoá học Quyết định tính chất hoá học nguyên tố Lớp nguyên tử nguyên tố có nhiều 8e Nếu có 1, hay 3e lớp nguyên tử kim loại Nếu có 5, hay 7e lớp th-ờng nguyên tử phi kim Nếu có 4e lớp cùng, kim loại (Sn, Pb), phi kim (C, Si) Nếu có đủ 8e lớp (trừ He có 2e) Đó khí II Bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học định luật tuần hoàn Cấu tạo bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học a) Ô nguyên tố Thành phần ô nguyên tố thiếu kí hiệu hoá học nguyên tố, số hiệu nguyên tử, nguyên tử khối trung bình, thêm thông tin cấu tạo nguyên tử, mạng tinh thể, Thí dụ : Số hiệu nguyên tử (stt) 22 Tên nguyên tố Titan KLNT trung bình 47,88 3d24s2 Khối l-ợng riêng (g/cm3) 4,5(Ar) 3d24s2 Cấu hình electron Ti Kí hiệu nguyên tố Nhiệt độ nóng chảy ( C) 1670 C 1,54 Độ âm điện Nhiệt độ sôi (0C) 32890C 1gđk Cấu trúc tinh thể Số oxi hoá có 2, 3, 6,82eV Năng l-ợng ion hoá Thông th-ờng nguyên tố nhóm A nhóm B đ-ợc phân biệt vị trí đặt kí hiệu nguyên tố Số thứ tự (stt) ô = số hiệu nguyên tử = số đơn vị điện tích hạt nhân = tổng số electron b) Chu kì dãy nguyên tố, mà nguyên tử chúng có số lớp electron, đ-ợc xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần Có chu kì nhỏ (1, 2, 3) Có chu kì lớn : Chu kì gồm nguyên tố Z = ; Chu kì gồm nguyên tố Z = 10 ; Chu kì gồm nguyên tố Z = 11 18 ; Chu kì gồm 18 nguyên tố Z = 19 36 ; Chu kì gồm 18 nguyên tố Z = 37 54 ; Chu kì gồm 32 nguyên tố Z = 55 86 ; Chu kì nguyên tố lại từ Z = 87 trở c) Nhóm tập hợp nguyên tố đ-ợc xếp thành cột, gồm nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron t-ơng tự nhau, có tính chất hoá học gần giống Nguyên tử nguyên tố nhóm có số electron hoá trị số thứ tự nhóm (trừ số ngoại lệ) Các nhóm nguyên tố đ-ợc chia thành hai loại : Nhóm A : gồm nguyên tố s nguyên tố p STT nhóm A = số e lớp IA ns IIA ns IIIA IVA ns np ns np VA 2 VIA ns np ns np VIIA VIIIA ns np ns np Nhóm B : gồm nguyên tố d nguyên tố f Cấu hình e lớp hầu hết nguyên tố nhóm B nh- sau : IB IIB 10 (n1)d ns VB IIIB 10 (n1)d ns VIB (n1)d ns IVB (n1)d ns 2 (n1)d ns VIIIB : (n1)6ns2 VIIB (n1)d ns (n 1) d ns (n1)d7ns2 (n1)d ns 2 Những tính chất biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng điện tích hạt nhân Trong chu kì : từ trái phải Điện tích hạt nhân số lớp e nhau, số lớp tăng, rnt ; độ âm điện Năng l-ợng ion hoá I1 ; tính kim loại , tính phi kim ; tính axit oxit, hiđroxit , tính bazơ chúng ; hoá trị hợp chất khí với H phi kim giảm từ ; hoá trị cao hợp chất với O tăng từ Trong nhóm A : từ xuống d-ới Khi Z, số lớp e tăng, số e nhau, rnt ; ĐÂĐ ; I1, tính KL, tính PK, tính axit oxit, hiđroxit, tính bazơ Định luật tuần hoàn a) Nội dung định luật Tính chất nguyên tố nh- thành phần tính chất đơn chất hợp chất tạo nên từ nguyên tố biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng điện tích hạt nhân nguyên tử : Hai nguyên tố A, B thuộc chu kì thuộc nhóm A liên tiếp ZB ZA = Hai nguyên tố A, B thuộc nhóm A thuộc :2 chu kì liên tiếp ZB ZA = (nếu A thuộc chu kì nhỏ) ZB ZA = 18 (nếu A, B thuộc chu kì lớn) Trong chu kì từ trái sang phải Hợp chất khí với hiđro Hợp chất với oxi (hoá trị cao nhất) R2O RO R2O3 RH4 RH3 RH2 RH RO2 R2O5 RO3 R2O7 Chủ đề Liên kết hoá học I Khái niệm liên kết hoá học Khái niệm liên kết hoá học Liên kết hoá học đ-ợc hình thành hai nguyên tử phân tử đơn chất hay hợp chất Quy tắc bát tử (8 electron) Cấu hình với electron lớp (hoặc electron lớp thứ nhất) cấu hình đặc biệt vững bền Theo quy tắc bát tử (8 electron) nguyên tử nguyên tố có khuynh h-ớng liên kết với nguyên tử khác để đạt đ-ợc cấu hình electron vững bền khí với electron (hoặc heli) lớp II So sánh liên kết ion liên kết cộng hoá trị Loại Giống Khác 10 Liên kết ion Liên kết cộng hoá trị Nguyên nhân hình thành liên kết : Các nguyên tử liên kết với tạo thành phân tử để có cấu hình electron bền vững khí Bản chất Là lực hút tĩnh điện ion mang điện tích trái dấu Thí dụ Na + Cl NaCl H + Cl H : Cl Điều kiện liên kết Xảy nguyên tố khác hẳn chất hoá học (th-ờng xảy kim loại điển hình phi kim điển hình) ; ion d-ơng ion âm Xảy hai nguyên tố giống chất hoá học (th-ờng xảy với nguyên tố phi kim nhóm 4, 5, 6, 7) + Là dùng chung electron Tính chất hoá học chung a) Khi tan H2O, axit phân li phần Ví dụ : CH3COOH CH3COO + H+ Dung dịch axit làm quỳ tím hoá đỏ b) Có tính chất chung axit Tác dụng với bazơ, oxit bazơ, muối kim loại hoạt động trớc hiđro dãy điện thế) c) Phản ứng este hoá Ví dụ : CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O d) Phản ứng cháy Ví dụ : t CH3COOH + 2O2 2CO2 + 2H2O Tính chất gốc hiđrocacbon a Phản ứng halogen vào gốc no, thơm b Phản ứng cộng vào gốc không no Tính chất riêng Axit fomic có phản ứng tráng bạc : HCOOH + 2[Ag(NH3)2]OH (NH4)2CO3 + 2Ag + 2NH3 Muối axit axit tác dụng với hỗn hợp vôi xut (ở thể rắn) : t CH4 + Na2CO3 CH3COONa + NaOH CaO, t CH3COCH3 + 2CaCO3 (CH3COO)2Ca CaO, t CH4 + Na2CO3 + H2O CH3COOH + 2NaOH CaO, Phơng pháp điều chế a) Oxi hoá không hoàn toàn anđehit : CxHyCHO + 2[Ag(NH3)2]OH CxHyCOONH4 + 2Ag + 3NH3 b) Điều chế CH3COOH Oxi hoá ancol etylic nhờ enzim : 79 C2 H5OH + O2 men CH3COOH + H2O Từ metanol CO , xt CH3OH + CO t CH3COOH III Este axit cacboxylic Công thức tổng quát Este no đơn chức : CxH2x+1COOCyH 2y+1hay CnH2nO2 Este đơn chức : CxHyCOOCpHq hay CnHmO2 Chất béo este glixerol với axit béo đơn chức : Ví dụ : Tristearin [C17H35COO]3C3H5 Triolein [C17H33COO]3C3H5 Tripanmitin [C15H31COO]3C3H5 Tính chất hoá học a) Phản ứng thuỷ phân, xúc tác axit CxHyCOOCpHq + H2O Cx HyCOOH + CpHqOH b) Phản ứng xà phòng hoá CxHyCOOCpHq + NaOH CxHyCOONa + CpHqOH Xà phòng hoá chất béo : (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH 3C17H35COONa + C3H5(OH)3 c) Phản ứng chuyển hoá chất béo lỏng thành chất béo rắn o , Ni [C17H33COO]3C3H5 + 3H2 t [C17H35COO]3C3H5 d) Một số phản ứng đặc biệt , xt CxHyCOOH + CH3CH=O CxHyCOOCH=CH2 + H2O t CxHyCOOCH=CH2 + NaOH CxHyCOONa + CH3CHO CxHyCOOC6H5+2NaOH CxHyCOONa + C6H5ONa + H2O 80 Phơng pháp điều chế a) Axit tác dụng với ancol, có axit xúc tác: CxHyCOOCH + CpHqOH CxHyCOOCpHq +H2O b) Một vài phản ứng đặc biệt o t xt CH3COOH + CHCH CH3COOCH= CH2 + H2O t xt C6H5OH + (CH3CO)2O CH3COOC6H5 + CH3COOH o IV Một vài điểm cần ý Xác định loại nhóm chức số nhóm chức : Dựa vào công thức phân tử tỉ lệ mol chất phản ứng với chất tạo dựa vào đặc điểm tính chất hoá học Ví dụ : Chất X đơn chức có CTĐG C2H4O, tác dụng đợc với NaOH Vậy X axit este đơn chức, phân tử phải có nguyên tử oxi Vậy X có CTPT C4H8O2 Dựa vào biến thiên khối lợng chất trớc sau phản ứng Ví dụ : RCOOH + NaOH RCOONa + H2O Mmuối Maxit = 22 g/ mol/nhóm COOH Nếu hỗn hợp axit este có phản ứng tráng gơng có axit fomic este nó, v.v Nếu hỗn hợp tác dụng với dung dịch AgNO3 dung dịch NH3 có Ag kết tủa có HCHO HCOOH este axit fomic 81 Chủ đề 14 Cacbohiđrat I Khái niệm Cacbohiđrat (gluxit, saccarit) hợp chất hữu tạp chức mà đa số chúng có công thức chung Cn(H2O)m II Phân loại Monosaccarit : Là nhóm cacbohiđrat đơn giản thuỷ phân đợc Ví dụ : Glucozơ, fructozơ (C6H12O6) Đisaccarit : Là nhóm cacbohiđrat mà thuỷ phân sinh phân tử monosaccarit Ví dụ : saccarozơ, mantozơ (C12H22O11) Polisaccarit : Là nhóm cacbohiđrat phức tạp mà thuỷ phân đến sinh nhiều phân tử monosaccarit Ví dụ : Tinh bột, xenlulozơ (C6H10O5)n III Cấu trúc phân tử Glucozơ, fructozơ C6H12O6 Glucozơ chủ yếu tồn dới dạng cấu trúc vòng cạnh dạng dạng Hai dạng chuyển hoá lẫn qua dạng mạch hở : CH2OH CH2OH O O OH OH OH CH2OH[CHOH]4CHO OH OH OH OH OH glucozơ glucozơ Fructozơ tồn dới hai cấu dạng vòng cạnh ; hai dạng mạch vòng chuyển hoá lẫn qua dạng mạch hở tơng tự nh glucozơ : CH2OH CH2OH O CH2OH CH2OH[CHOH]3COCH2OH OH OH OH OH OH O CH2OH OH Saccarozơ mantozơ tồn chủ yếu dạng mạch vòng Phân tử saccarozơ gốc glucozơ liên kết nguyên tử C1 qua nguyên tử oxi với gốc fructozơ nguyên tử C4 82 CH2OH HOCH2 H O H O OH OH O OH CH2OH OH OH Gốc glucozơ Gốc fructozơ Phân tử mantozơ hai gốc glucozơ liên kết với qua nguyên tử oxi, gốc thứ C1, gốc thứ hai C4 Phân tử mantozơ dạng mạch vòng nhóm OH hemiaxetal tự nên tồn cân với dạng mạch hở có nhóm chức CH=O CH2OH CH2OH O H H OH O O OH O OH CH2OH CH2OH OH OH OH OH CH=O O OH H H H OH Gốc glucozơ Polisaccarit : Tinh bột, xenlulozơ (-C6H10O5-)n OH OH OH Gốc glucozơ Tinh bột gồm loại phân tử polime : amilozơ (do đơn vị glucozơ liên kết với liên kết 1,4glicozit tạo thành mạch không phân nhánh) amilopectin (do đoạn mạch glucozơ liên kết với tạo nên ; đoạn mạchnày liên kết với liên kết 1,6glicozit, tạo thành mạch phân nhánh) Xenlulozơ đơn vị glucozơ liên kết với liên kết 1,4 glicozit tạo thành mạch dài không phân nhánh IV Tính chất hoá học Mono- đisaccarit a) Phản ứng ancol đa chức : tác dụng natri Ví dụ : HOCH2[CHOH]4CH=O + 5Na NaOCH2[CHONa]4CH=O + 5/2H2 b) Phản ứng nhóm C=O dạng mạch hở : cộng H2, tráng bạc, Ví dụ : HOCH2[CHOH]4CHO CH2OH + , xt HOCH2[CHOH]4 H2 t 83 , xt HOCH2[CHOH]4CHO + 2Ag(NH3)2OH t HOCH2[CHOH]4COONH4 +2Ag + 3NH3 Mantozơ fructozơ có phản ứng tráng bạc, cộng hiđro c) Phản ứng hai nhóm chức Glucozơ tạo đợc dung dịch màu xanh lam với Cu(OH)2 tơng tự glixerol, nhng màu xanh bị đun nóng sinh Cu2O màu đỏ son d) Phản ứng phân tử Khi có xúc tác men thích hợp, glucozơ chuyển hoá thành ancol etylic axit lactic (CH3CH(OH)COOH) e) Đisaccarit bị thủy phân C12H22O11 + H2O ,t xt C6H12O6 + C6H12O6 h) Glucozơ mantozơ bị oxi hoá nớc brom, hiđro peoxit Ví dụ : HOCH2[CHOH]4CHO + Br2 + H2O HOCH2[CHOH]4COOH + 2HBr Polisaccarit a) Tinh bột xenlulozơ bị thủy phân cuối sinh glucozơ ,t nC6H12O6 (-C6H10O5-)n + nH2O xt b) Xenlulozơ tác dụng với axit ,t (-C6H7O2(ONO2)3-)n + 3nH2O (-C6H10O5-)n + 3nHNO3 xt c) Tinh bột có phản ứng màu với iot 84 Chủ đề 15 hợp chất chứa nitơ : amin, amino axit, peptit, protein A kiến thức trọng tâm I AMIN Khái niệm Khi thay nguyên tử hiđro phân tử amoniac gốc hiđrocacbon ta đợc hợp chất amin Bậc amin số nguyên tử H phân tử amoniac bị thay gốc hiđrocacbon/ số liên kết nguyên tử N với nguyên tử C Amin no đơn chức, mạch hở có công thức phân tử dạng CnH2n+3N, n Amin thơm: phân tử có chức amin liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon vòng benzen Đồng phân Các amin có đồng phân bậc amin đồng phân mạch cacbon Amin bậc I có thêm đồng phân vị trí nhóm NH2 mạch cacbon Tính chất hoá học amin đơn chức a) Tính bazơ giống NH3 : tác dụng với nớc, axit CH3CH2NH+3 + HO CH3CH2NH2 + H2O C6H5NH2 + HCl C6H5NH+3Cl Dung dịch amin mạch hở làm xanh quỳ tím ; dung dịch amin thơm nói chung không làm xanh quỳ tím b) Tính chất nhân benzen liên kết với nhóm NH2 (tơng tự phenol) C6H5NH2 + 3Br2 dd 2,4,6Br3C6H2NH2 + 3HBr c) Phản ứng cháy CO2, H2O, N2 t 2CxHyN + (4x + y/2)O2 2xCO2 + y yH2O + N2 2 85 Phơng pháp điều chế a Thế nguyên tử H amoniac gốc hiđrocacbon NH3 t RX, RNH2 t RX, R2NH t RX, R3N b Khử hợp chất nitro, xianua, t RCN + 2H2 xt, RCH2NH2 C6H5NO2 + 6H C6H5NH2 + 2H2O II Amino axit Định nghĩa Amino axit hợp chất hữu tạp chức, phân tử vừa có nhóm amino NH2 vừa có nhóm cacboxyl COOH Công thức tổng quát (NH2)xR(COOH)y Tính chất hoá học a) Tính chất bazơ amin, ví dụ tác dụng với axit tạo thành muối NH2CH2 COOH + HCl ClNH3CH2COO b) Tính chất axit : tác dụng với bazơ NH2CH2COOH + NaOH H2NCH2COONa + H2O c) pH dung dịch amino axit (NH2)xR(COOH)y x = y : dung dịch có pH = ; x < y : dung dịch có pH < ; x > y : dung dịch có pH > ; c) Tính chất nhóm chức - Sự điện li tạo muối nội phân tử H2NCH2COOH H3N+CH2COO - Điểm đẳng điện : pH amino axit hai điện cực, không di chuyển điện cực - Phản ứng trùng ngng : 6amino axit 7amino axit có phản ứng trùng ngng : 86 n H2N[CH2]5COOH t xt, HN[CH2]5CO n + n H 2O III PEPTIT Khái niệm Liên kết peptit liên kết tạo nhóm CO NH (CONH) amino axit Peptit chất hữu phân tử đợc tạo nên từ amino axit nhờ liên kết peptit Các đơn vị amino axit giống khác Công thức cấu tạo chung peptit mạch hở : H(NHRCO)nNH(R1CO)m NHRnCO)kOH Oligopeptit : phân tử gồm 10 đơn vị amino axit tạo nên, Ví dụ Đipeptit : H2NCH2CONHCH2COOH hay Gly - Gly Đầu N Đầu C H2NCH2CONHCH(CH3) COOH hay Gly - Ala Đầu N Đầu C Polipeptit : phân tử tạo nên từ 10 đơn vị amino axit + Polipeptit tạo từ nhiều loại amino axit : H2NCH(R)CO[NHCH(R)CO]nHNCH(R)COOH, n Hoặc H[NHCH(R)CO]kOH, k 11 + Polipeptit tạo từ nhiều loại amino axit : H[NHCH(R)CO]n-[ NH(R1)CO]m [NHCH(Rn)CO]kOH ; Đầu N Đầu C Tính chất a Peptit có tính lỡng tính, ví dụ H2NCHR1CONHCHR2COOH + HCl HCl.H2NCHR1CONHCHR2COOH H2NCHR1CONHCHR2COOH + NaOH H2NCHR1CONHCHR2COONa + H2O 87 b Phản ứng thủy phân H2NCHR1CONHCHR2CO NHCHRnCOOH + (n - H OH 1)H2O H2 NCHR1COOH NH2CHR2COOH NH2CHR3COOH H2 NCHR n COOH c Phản ứng màu : trừ đipeptit, peptit có phản ứng màu với Cu(OH)2 IV PROTEIN Khái niệm Protein polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu Protein đơn giản loại protein mà thuỷ phân cho hỗn hợp amino axit Protein phức tạp loại protein đợc cấu thành từ protein đơn giản cộng với thành phần "phi protein" - Protein tạo từ loại amino axit : (-NHCH(R)CO-)n ; Cấu tạo NHCHCNHCHCNHCHC | || R1 O | || R2 O | || R3 O hay NH C H C | || Ri O n Tính chất a) Tính chất đông tụ Protein đơn giản tan đợc nớc tạo thành dung dịch keo đông tụ lại đun nóng cho axit, bazơ số muối vào dung dịch protein Ví dụ : hoà tan lòng trắng trứng vào nớc, sau đun sôi, lòng trắng trứng đông tụ lại b) Tính chất hoá học Tơng tự nh peptit, protein bị thuỷ phân nhờ xúc tác axit bazơ enzim sinh peptit cuối thành amino axit 88 (-HNCH(R)CO-)n + nH2O H nH2NCH(R)COOH Protein có phản ứng màu biure với Cu(OH)2tạo hợp chất màu xanh tím V Một số ý làm tập Xác định loại nhóm chức số nhóm chức loại dựa vào tính chất hoá học, quan hệ số mol với chất phản ứng độ biến thiên khối lợng Xác định mạch cacbon, vị trí nhóm chức mạnh cacbon, dựa vào phơng pháp điều chế, nguồn gốc chất, ứng dụng chúng Biểu diễn cấu tạo peptit polipetit 89 Chủ đề 16 polime vật liệu polime Polime Khái niệm Những hợp chất có khối lợng phân tử lớn (từ hàng ngàn tới hàng triệu đvC) nhiều mắt xích liên kết với đợc gọi hợp chất cao phân tử hay polime Polime gồm loại : Polime thiên nhiên : cao su thiên nhiên, tinh bột, xenlulozơ, peptit, protein, Polime tổng hợp : polibutađien, polietilen, PVC, Cấu trúc polime Có dạng cấu trúc : mạch không nhánh (Ví dụ : polietilen, PVC, aminlozơ, xenlulozơ, ), mạch phân nhánh (Ví dụ : nhựa rezol) mạng không gian (Ví dụ : cao su lu hoá, amilopectin, nhựa rezit) Tính chất a) Tính chất vật lí Các polime không bay hơi, nhiệt độ nóng chảy xác định, khó bị hoà tan dung môi thông thờng, có tính bền nhiệt độ bền học cao b) Tính chất hoá học Nhiều polime có tính bền vững với tác dụng axit, bazơ chất oxi hoá nh teflon, polietilen, Một số polime có phản ứng giữ nguyên mạch polime : xenlulozơ có phản ứng este hoá ; PVC, poli(metyl metacrylat) bị thủy phân ; phản ứng cộng vào liên kết đôi C=C, Ví dụ : H SO , t o [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O [C6H7O2(OH)3]+ 3nHNO3 Xenlulozơ Xenlulozơ trinitrat 90 CH2 CH n Cl + nNaOH CH2 CH n + nNaCl OH Poli(vinyl clorua) Poli(vinyl ancol)/ ancol polivinylic Một số polime có phản ứng phân cắt mạch polime (các polieste, poliamit, tinh bột xenlulozơ, bị thuỷ phân môi trờng axit bazơ xúc tác enzim) : Tinh bột xenlulozơ bị thuỷ phân (xúc tác axit enzim) tạo thành glucozơ H , t o nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O Protein bị thủy phân đến thành amino axit NH CH CO NH CH CO NH CH CO + nH2O | | | R1 R2 R3 H , t o hay enzim NH2 CH COOH H2 N CH COOH H2 N CH COOH | | | R1 R2 R3 Polipeptit protein có phản ứng màu với Cu(OH)2 ; tinh bột có phản ứng màu với iot ; Phơng pháp tổng hợp polime a) Phản ứng trùng hợp Quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn (polime) đợc gọi phản ứng trùng hợp Các chất tham gia phản ứng trùng hợp chất phân tử có liên kết bội (đôi ba) vòng bền b) Phản ứng trùng ngng Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác gọi phản ứng trùng ngng Các chất tham gia phản ứng trùng ngng chất phân tử phải có từ hai nhóm chức có khả phản ứng trở lên 91 Một số polime quan trọng Công thức cấu tạo Tên gọi Monome ứng dụng CH2CH2 n Polietilen CHCH2 polistiren C6H5CH=CH2 trần xốp polibutađien CH2=CH CH=CH2 cao su buna n CH2CH =CHCH2 n COOCH3 CH2C Túi đựng, poli(metyl metacrylat) sản xuất thuỷ tinh hữu nilon6,6 vải n CH3 HN[CH2]6NHCO[CH2]4CO n CH2 CH n poli(vinyl clorua) CH2=CHCl Cl ống dẫn, vỏ dây điện Vật liệu điện, OH CH2 n II Vật liệu polime Thành phần vật liệu polime polime Một số vật liệu polime tiêu biểu : Cao su Là vật liệu polime có tính đàn hồi Có cao su thiên nhiên (lấy từ nhựa cao su) cao su tổng hợp (sản xuất từ polime ankađien) Ngoài polime thành phần chính, cao su có chất độn, chất chống oxi hoá, chất tăng độ chịu mài mòn, Phổ biến cao su tự nhiên, cao su buna, cao su bunaS, buna N, 92 Chất dẻo Chất dẻo vật liệu polime có tính dẻo Một số polime dùng làm chất dẻo : Polietilen (PE) : (CH2 CH2 )n Poli(vinyl clorua) (PVC) : CH2 C H | Cl n Poli(metyl metacrylat) : CH2 C | COOCH3 n Poli(phenolfomanđehit) (PPF) Tơ a Tơ polime hình sợi dài mảnh với độ bền định Tơ đợc phân thành hai loại : Tơ thiên nhiên (sẵn có thiên nhiên) nh bông, len, tơ tằm Tơ hoá học (chế tạo phơng pháp hoá học) Tơ hoá học lại đợc chia thành hai nhóm : Tơ tổng hợp (chế tạo từ polime tổng hợp) nh tơ poliamit (nilon, capron), tơ polivinyl (vinilon, poli, ) Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo (xuất phát từ polime thiên nhiên nhng đợc chế biến thêm phơng pháp hoá học) nh tơ visco, tơ xenlulozơ axetat, Một số loại tơ thông dụng : Tơ nilon 6,6 : (HN[CH2]6CO[CH2]4CO)n poli(hexametylen ađipamit) (nilon6,6) Tơ nitron (hay olon) : thuộc loại tơ vinylic đợc tổng hợp từ vinyl xianua (hay acrilonitrin) gọi poliacrilonitrin : ROOR ', t o nCH2 C H CH2 C H | | CN CN n Vật liệu compozit Là vật liệu hỗn hợp gồm hai thành phần phân tán vào mà không tan vào 93 ... nhóm Halogen Khái quát nhóm halozen Nhóm VIIA gồm: Flo, clo, brom, iot, atatin (9F; 17Cl; 35Br; 53I; 85At) (Trong đó, atatin nguyên tố phóng xạ) Cấu hình electron: ns2np5 (n = 6) Dạng đơn chất: