- Định hướng theo các dạng bài tốn hĩa học
2. Xây dựng cơng thức tổng quát để tính số vịng no và số liên kết π (pi) trong phân tử hiđrocacbon
phân tử hiđrocacbon
Cụng thức tổng quát của hiđrocacbon : CnH2n +2 - 2a (n ≥ 1)
a là số liên kết π (liên kết đơi) hoặc số vịng no: (0 ≤ a nguyên ≤ n) + a = 0 → Phân tử khơng chứa liên kết π và khơng chứa vịng no. + a = 1 → Phân tử chứa 1 liên kết π hoặc 1 vịng no.
+ a = 2 → Phân tử chứa 2 liên kết π hoặc 2 vịng no hay 1 liên kết π và 1 vịng no.v. v...
+ a = n → Chỉ xảy ra với hợp chất mạch hở khi n là số chẵn.
Ví dụ 1. (Trích đề thi tuyển sinh ĐHSP Hà Nội - 1998) Licopen (chất màu đỏ trong quả cà chua chín) cĩ CTPT C40H56 chỉ chứa liên kết đơi và liên kết đơn trong phân tử. Số liên kết đơi trong phân tử licopen là
A. 7 B. 9 C. 11 D. 13
Giải
Từ cơng thức tổng quát CnH2n +2 - 2a ta cĩ số nguyên tử H là : 2n + 2 - 2a = 56; thay n = 40 ta cĩ 2.40 + 2 - 2a = 56 → a = 13.
Vậy phân tử chứa 13 liên kết đơi.
Cũng cĩ thể tính a như sau : a = (82 - 56) : 2 = 13.
Ví dụ 2. Caroten (chất màu vàng da cam cĩ trong củ cà rốt) cũng cĩ CTPT C40H56 cũng chứa liên kết đơi và cịn cĩ vịng no. Khi hiđro hĩa hồn tồn caroten thu được hiđrocacbon no C40H78. Số liên kết đơi và số vịng no trong phân tử caroten lần lượt là A. 9 và 4 B. 10 và 3 C. 11 và 2 D. 12 và 1 Giải + Tìm tổng số liên kết đơi và số vịng no :2n + 2 - 2a = 56 Thay n = 40 ta cĩ: 2.40 + 2 - 2a = 56 → a = 13 + Tìm số vịng no: (82 - 78): 2 = 2 + Tìm số liên kết đơi: 13 - 2 = 11.
Ví dụ 3. (Trích đề thi tuyển sinh ĐHQG tp. HCM -1998) Một hiđrocacbon X cĩ cơng thức (CH)n. Cho biết 1 mol X phản ứng vừa đủ với 4 mol H2 hoặc với 1 mol Br2 trong dung dịch. CTCT thu gọn của X là
A. C6H5-CH=CH2 B. C6H5-CH2CH3 C. C6H4-(CH2CH3)2 D. C6H3-(CH2CH3)3
Giải
+ Cơng thức của X là (CH)n hay CnHn. CTTQ của X là CnH2n +2 - 2a + Theo đề ra ta cĩ: 2n + 2 - 2a = n → n = 2a - 2
+ 1 mol X phản ứng được với 4 mol H2 nên X cĩ 4 liên kết đơi.
+ 1 mol X phản ứng được với 1 mol Br2 trong dung dịch nên X phải cĩ 1 liên kết đơi ở phần mạch hở của phân tử. Vậy X cĩ 3 liên kết đơi ở mạch vịng. Suy ra X cĩ 1 vịng.
Vậy a = 4 + 1 = 5; n = 2.5 - 2 = 8. CTPT là C8H8. CTCT thu gọn là C6H5-CH=CH2