Công thức tính nhanh số đồng phân

Công thức tính nhanh số đồng phân tổng hợp các công thức tính nhanh số đồng phân ester, công thức tính nhanh số đồng phân alkane, công thức tính số đồng phân amine, công thức tính số đồng phân alcohol... Mời các bạn cùng theo dõi bài viết.

Đồng phân là các chất hữu cơ có cùng công thức phân tử nhưng cấu tạo khác nhau nên tính chất hóa học khác nhau. Các đồng phân có thể khác nhau về cấu trúc, độ bền, tính chất hóa học và vật lý. Cần chú ý phân biệt đồng phân cấu tạo và đồng phân lập thể (đồng phân cis – trans).

Cùng nhau luyện tập với bộ câu hỏi 

• Luyện tập xác định đồng phân của hợp chất hữu cơ

1) Cách tính số đồng phân Alkane C_nH_2n+2 (n ≥ 1).

• Khái niệm: Alkane là những hydrocarbon no, mạch hở. Trong phân tử alkane chỉ gồm các liên kết đơn C-C và C-H.
• Công thức tổng quát: C_nH_2n+2 (n ≥ 1).
• Alkane chỉ có đồng phân mạch carbon và từ C4 trở đi mới xuất hiện đồng phân.
• Công thức tính nhanh

2^{n - 4} + 1  (3 < n < 7)

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Số đồng phân alkane sẽ là: 2^4-4 + 1 = 2 đồng phân

Vậy C₄H₁₀ có 2 đồng phân.

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-CH(CH₃)-CH₃

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Các đồng phân alkane có CTPT C₅H₁₂ là:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃

C(CH₃)₄

Vậy có tất cả 3 đồng phân

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Độ bất bão hòa k = số liên kết π + số vòng = (6.2 + 2 - 14) / 2 = 0

Phân tử không có chứa liên kết π hoặc 1 vòng ⇒ Phân tử chỉ chứa liên kết đơn

Hexane C₆H₁₄ có 5 đồng phân mạch carbon:

Viết các đồng phân cấu tạo của C₆H₁₄ và gọi tên

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃

n-hexane

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₂-CH₃

2-methylpentane

CH₃-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₃

3-methylpentane

(CH₃)₂-CH-CH(CH₃)₂

2,2 - dimethylbutane

(CH₃)₃-C-CH₂-CH₃

2,3- dimethybutane

Vậy C₆H₁₄ có 5 đồng phân cấu tạo.

2) Cách tính số đồng phân Alkene C_nH_2n (n ≥ 2).

• Alkene là những hydrocarbon không no, mạch hở, trong phân tử chứa một liên kết đôi.
• CTTQ: C_nH_2n (n ≥ 2).
• Alkene có đồng phân mạch C, đồng phân vị trí nối đôi và đồng phân hình học.
• Mẹo tính nhanh đồng phân alkene:

Xét 2C mang nối đôi, mỗi C sẽ liên kết với 2 nhóm thế (giống hoặc khác nhau).

Ví dụ với C₄H₈: Trừ đi 2C mang nối đôi sẽ còn 2C và H nhóm thế.

Nếu đề bài yêu cầu tính đồng phân cấu tạo sẽ là: 1+1+1 = 3 đồng phân. Nếu yêu cầu tính đồng phân (bao gồm đồng phân hình học) sẽ là 1+1+2 = 4 đồng phân.

Ví dụ: với C₅H₁₀: Trừ đi 2C mang nối đôi sẽ còn 3C và H nhóm thế.

C₄H₈ có π + v= 1 → nên có 1 π hoặc 1 vòng

Các đồng phân: CH₂=CH-CH₂-CH₃ (1), CH₃-CH=CH-CH₃ (2), CH₂=CH(CH₃)-CH₃(3), cyclobutane (4), methyl cyclopropane (5)

Chú ý đồng phân tính cả đồng phân hình học, chất (2) có đồng phân hình học

→ vậy có 6 đồng phân

3) Cách tính số đồng phân Alkyne C_nH_2n-2 (n ≥ 2)

• Alkyne là những hydrocarbon không no, mạch hở, trong phân tử chứa một liên kết ba.
• CTTQ: C_nH_2n-2 (n ≥ 2).
• Alkyne có đồng phân mạch C, đồng phân vị trí nối ba và không có đồng phân hình học.
• Mẹo tính nhanh đồng phân alkyne:

Xét 2C mang nối ba, mỗi C sẽ liên kết với 1 nhóm thế (giống hoặc khác nhau).

Ví dụ với C₄H₆: Trừ đi 2C mang nối ba sẽ còn 2C và H là nhóm thế.

Ta có 2 đồng phân alkyne.

Độ bất bão hòa k = số liên kết π + số vòng = (5.2 + 2 - 8) / 2 = 2

Phân tử có chứa 2 liên kết π hoặc 1 vòng + 1 liên kết π

Alkadiene C₅H₈ có 6 đồng phân cấu tạo (hay còn gọi là đồng phân mạch carbon hoặc đồng phân mạch hở).

Alkyne có 3 đồng phân

C₅H₈ có 2 loại đồng như sau:

Đồng phân cấu tạo Alkadiene của C₅H₈

CH₂=C=CH-CH₂-CH₃;

CH₂=CH-CH=CH-CH₃;

CH₃-CH=C=CH-CH₃;

CH₂=CH-CH₂-CH=CH₂;

CH₂=C=C(CH₃)₂;

CH₂=CH-C(CH₃)=CH₂.

Đồng phân Alkyne có 1 liên kết 3 gồm:

CH≡C-CH₂-CH₂-CH₃;

CH₃-C≡C-CH₂-CH₃;

CH≡C-CH(CH₃)₂

4) Số đồng phân alcohol đơn chức no C_nH_2n+2O:

Công thức:

Số alcohol C_nH_2n+2O = 2^n-2 (n < 6)

Ví dụ: Tính số đồng phân alcohol no, đơn chức, mạch hở từ C₃ → C₅

C₃H₇OH: 2^3-2 = 2 đồng phân.

5) Số đồng phân Aldehyde đơn chức no C_nH_2nO:

Công thức:

Số Aldehyde C_nH_2nO = 2^n-3 (n < 7)

Áp dụng: Tính số đồng phân Aldehyde sau: C₃H₆O, C₄H₈O.

C₃H₆O, C₄H₈O là công thức của Aldehyde no, đơn chức, mạch hở.

Với C₃H₆O: 2^3-3 = 1 đồng phân:      CH₃CH₂CHO

Với C₄H₈O: 2^4-3 = 2 đồng phân: CH₃CH₂CH₂CHO; (CH₃)₂CHCHO

6) Số đồng phân carboxylic acid đơn chức no C_nH_2nO₂

Công thức:

Số acid C_nH_2nO₂ = 2^n-3 (n < 7)

7) Số đồng phân ester đơn chức no C_nH_2nO₂

Công thức:

Số ester C_nH_2nO₂ = 2^n-2 (n < 5)

8) Số đồng phân amine đơn chức no C_nH_2n+3N

Công thức:

Số amine C_nH_2n+3N = 2^n-1 (n < 5)

9) Số đồng phân triester tạo bởi Glycerol và hỗn hợp n acid béo

Công thức:

10) Số đồng phân Ether đơn chức no C_nH_2n+2O

Công thức:

Áp dụng: Với n = 3 ta có công thức Ether là C₃H₈O, thay vào công thức ta được:

$\frac{(3-1)(3-2)}{2}$ đồng phân là CH₃-O-C₂H₅

Thí dụ: 

Ứng với công thức phân tử C₄H₈O₂ có bao nhiêu ester đồng phân cấu tạo của nhau?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Vậy este là ester no, đơn chức, mạch hở

Các công thức cấu tạo là:

HCOOCH₂CH₂CH₃

HCOOCH(CH₃)-CH₃

CH₃COOCH₂CH₃

CH₃CH₂COOCH₃

Vậy có tất cả 4 đồng phân ester ứng với công thức phân tử C₄H₈O₂.

11) Số đồng phân Ketone đơn chức no C_nH_2nO

Công thức:

Áp dụng: Tính số đồng phân Ketone C₅H₁₀O

Từ công thức ta tính được:  $\frac{(5-2)(5-3)}{2}=3$đồng phân.

Lưu ý:  Aldehyde và Ketone có cùng công thức phân tử với nhau, nên khi đề bài chỉ cho CTPT mà không đề cập đến loại hợp chất nào thì phải tính cả hai.

12) Đồng phân RH thơm và đồng đẳng benzene C_nH_2n-6 (n ≥ 6)

C_nH_2n-6 = (n - 6)² (7 ≤ n ≤10)

Tính số đồng phân của các hydrocarbon thơm C₇H₈

Ta có n = 7, thay vào công thức ta được (7-6)² = 1

13) Đồng phân phenol đơn chức

C_nH_2n-6O = 3^n-6 (6 < n < 9)

Áp dụng:

C₇H₈O: 3^7-6 = 3 đồng phân.

14) Công thức tính số đi, tri, tetra.....n Peptide tối đa tạo bởi hỗn hợp gồm x Amino acid khác nhau 

Số n _{Peptide max} = xⁿ

Ví dụ: Có tối đa bao nhiêu dipeptide, tripeptide thu được từ hỗn hợp gồm 2 Amino Acid là Glycine và Alanine?

Số dipeptide = 2² = 4

Số tripeptide = 2³ = 8

Câu hỏi vận dụng liên quan 

Hướng dẫn giải bài tập

Ta có: Δ = (2.4 + 2 - 8)/2= 1 ⇒ có 1 lk π hoặc 1 vòng ⇒ có 2 dạng mạch cacbon:

- Mạch hở có 1 liên kết đôi trong phân tử

+ Mạch chính 4C: C-C-C-C viết được 2 TH đồng phân vị trí nối đôi:

CH₂ = CH-CH₂ –CH₃ và CH₃ - CH=CH –CH₃

- Mạch vòng và chỉ có liên kết đơn

Vậy có 5 đồng phân.

Hướng dẫn giải bài tập

Độ bất bão hòa Δ = (5.2 - 11 + 2 - 1 + 1.2)/2 = 1

Nên phân tử có 1 nối đôi hoặc 1 vòng

Câu hỏi trắc nghiệm đồng phân 

Câu 1: Số công thức cấu tạo có thể có ứng với các công thức phân tử C₂H₄Cl₂ là

A. 1

B. 3

C. 2

D. 4.

Câu 2. Số công thức cấu tạo có thể có ứng với các công thức phân tử C₂H₇N là

A. 3

B. 2

C. 1

D. 4.

Câu 3. Số công thức cấu tạo mạch hở có thể có ứng với các công thức phân tử C₂H₄O là

A. 3

B. 2

C. 1

D. 4.

Câu 4. Số đồng phân cấu tạo ứng với công thức phân tử C₅H₁₂ là

A. 6

B. 4

C. 5

D. 3

Câu 5. Số đồng phân cấu tạo ứng với công thức phân tử C₆H₁₄ là

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6.

Câu 6. Ứng với công thức phân tử C₄H₈ có bao nhiêu đồng phân cấu tạo mạch hở?

A. 2

B. 4

C. 3

D. 5

Câu 7. Ứng với công thức phân tử C₄H₁₀ có bao nhiêu đồng phân cấu tạo mạch hở?

A. 4

B. 2

C. 5

D. 3

Chi tiết nội dung bộ câu hỏi, bài tập nằm trong FILE TẢI VỀ