Công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố có trong phân tử chất hữu cơ.
Ví dụ: Ethanol có công thức phân tử C2H6O. Như vậy, chất này được tạo nên bởi carbon, hydrogen và oxygen. Trong mỗi phân tử ethanol có 2 nguyên tử C, 6 nguyên tử H và 1 nguyên tử O kết hợp với nhau theo tỉ lệ số nguyên tử C : H : O là 2 : 6 : 1.
Công thức đơn giản nhất (công thức thực nghiệm) cho biết tỉ lệ tối giản về số lượng nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử một hợp chất hữu cơ.
Ví dụ: Hợp chất glucose có nhiều trong quả nho chín có công thức phân tử là C6H12O6, thì công thức đơn giản nhất là CH2O.
- Hợp chất A có công thức phân tử là CxHyOz.
- Thiết lập công thức đơn giản nhất bằng cách lập tỉ lệ x : y : z ở dạng số nguyên tối giản p : q : r.
- Phân tích định lượng, ta được tỉ lệ phần trăm các nguyên tố trong phân tử:
\(\mathrm x\;:\;\mathrm y\;:\;\mathrm z=\hspace{0.278em}\frac{\%\mathrm C}{12,0}:\frac{\%\mathrm H}{1,0}:\frac{\%\mathrm O}{16,0}=\mathrm p\;:\;\mathrm q\;:\;\mathrm r\)
Từ đó thiết lập được công thức đơn giản nhất: CpHqOr
Trong đó:
- p, q, r là các số nguyên tối giản; x, y, z, n là số nguyên dương.
- %C, %H, %O tương ứng là phần trăm khối lượng của các nguyên tố C, H, O trong hợp chất hữu cơ A.
- Khi biết phân tử khối, xác định được giá trị n, từ đó suy ra công thức phân tử.
Công thức phân tử cho biết số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.
Mối quan hệ giữa công thức phân tử (CxHyOz) và công thức đơn giản nhất (CpHqOr):
CxHyOz = (CpHqOr)n (n là số nguyên, dương)
II. Phương pháp xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ – Phổ khối lượng (MS)
- Hiện nay, người ta thường xác định phân tử khối của một hợp chất dựa trên phổ khối lượng (phổ MS) của chúng.
- Phổ khối lượng biểu diễn tương quan tỉ lệ khối lượng/điện tích (m/z) của các mảnh với tần suất xuất hiện của chúng.
- Đối với các hợp chất đơn giản, mảnh ion phân tử (kí hiệu là [M+]) thường ứng với mảnh có giá trị m/z lớn nhất.
Ví dụ: Phổ MS của phenol, xác định được ion phân tử [M+] có giá trị m/z bằng 94, chứng tỏ phenol có phân tử khối bằng 94.
