Công thức tính nhanh số đồng phân Hóa hữu cơ

Công thức tính nhanh số đồng phân Hóa hữu cơ được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 11. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

1. Đồng phân là gì?

Đồng phân là những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử.

Các đồng phân của nhau có tính chất khác nhau do chúng có cấu tạo hoá học khác nhau.

- Lưu ý: Các đồng phân của nhau thì có cùng phân tử khối, nhưng những chất có cùng phân tử khối thì có thể không phải đồng phân của nhau.

2. Phân loại đồng phân

Chúng ta có nhiều cách phân loại đồng phân, có thể dựa vào trật tự liên kết, nhóm chức hay vị trí trong không gian,....

Cách tính số đồng phân

- Đồng phân cấu tạo:

+ Đồng phân mạch C: thu được khi thay đổi trật tự liên kết của các nguyên tử C với nhau (mạch thẳng, mạch nhánh, vòng).

Ví dụ: Cùng với một công thức C₄H₁₀ ta có các đồng phân:

Butan 2 – metylpropan

+ Đồng phân loại nhóm chức:

Ví dụ: Cùng công thức C₂H₆O ta có thể viết 2 đồng phân với 2 loại nhóm chức khác nhau (ancol và ete):

Ancol etylic Đimtyl ete

+ Đồng phân vị trí nhóm chức hoặc liên kết bội: vị trí của nhóm chức, nhóm thế hoặc liên kết bội trên mạch C thay đổi.

Ví dụ: Đồng phân C₄H₈ mạch hở, trong phân th có một nối đôi:

- Đồng phân cis – trans:

Ví dụ với buten – 2 – en

Nhận thấy, khi 2 nhóm thế của nguyên tử C mang nối đôi khác nhau thì sẽ xuất hiện đồng phân hình học. Nếu các nhóm thế ( -CH₃, -C₂H₅, -Cl,...) có phân tử khối lớn hơn nằm về cùng một phía với nối đôi sẽ là dạng cis, khác phía là dạng trans.

3. Các bước viết đồng phân

- Tính số liên kết π và vòng: π + v

- Dựa vào công thức phân tử, số liên kết π+v để lựa chọn loại chất phù hợp. Thường đề sẽ cho viết đồng phân của hợp chất cụ thể.

- Viết mạch C chính:

+ Mạch hở: Không phân nhánh, 1 nhánh, 2 nhánh,...

+ Mạch vòng: vòng không nhánh, vòng có nhánh,....

- Gắn nhóm chức hoặc liên kết bôi (nếu có) vào mạch. Sau đó di chuyển để thay đổi vị trí. Cần xét tính đối xứng để tránh trùng lặp.

- Điền H để đảm bảo hóa trị của các nguyên tố. Đối với bài trắc nghiệm thì không cần.

4. Công thức tính nhanh đồng phân

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

- Khái niệm: Ankan là những hiđrocacbon no, mạch hở. Trong phân tử ankan chỉ gồm các liên kết đơn C-C và C-H.

- CTTQ: C_nH_2n+2 (n ≥ 1).

- Ankan chỉ có đồng phân mạch cacbon và từ C4 trở đi mới xuất hiện đồng phân.

- Công thức tính nhanh

2^{n - 4} + 1 (3 < n < 7)

Ví dụ:

Tính số đồng phân của ankan C₄H₁₀

Số đồng phân ankan sẽ là: 2^4-1 + 1 = 3 đồng phân

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

- Anken là những hiđrocacbon không no, mạch hở, trong phân tử chứa một liên kết đôi.

- CTTQ: C_nH_2n (n ≥ 2).

- Anken có đồng phân mạch C, đồng phân vị trí nối đôi và đồng phân hình học.

- Mẹo tính nhanh đồng phân anken:

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.

c) Cách tính số đồng phân Ankin C_nH_2n-2 (n ≥ 2)

- Ankin là những hiđrocacbon không no, mạch hở, trong phân tử chứa một liên kết ba.

- CTTQ: C_nH_2n-2 (n ≥ 2).

- Ankin có đồng phân mạch C, đồng phân vị trí nối ba và không có đồng phân hình học.

- Mẹo tính nhanh đồng phân ankin:

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 ankin.

d) Số đồng phân ancol đơn chức no C_nH_2n+2O:

Công thức:

Số ancol C_nH_2n+2O = 2^n-2 (n < 6)

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

C₃H₇OH: 2^3-2 = 2 đồng phân.

e) Số đồng phân andehit đơn chức no C_nH_2nO:

Công thức:

Số andehit C_nH_2nO = 2^n-3 (n < 7)

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

C₃H₆O, C₄H₈O là công thức của anđehit 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

f) Số đồng phân axit cacboxylict đơn chức no C_nH_2nO₂:

Công thức:

Số axit C_nH_2nO₂ = 2^n-3 (n < 7)

g) Số đồng phân este đơn chức no C_nH_2nO₂:

Công thức:

Số este C_nH_2nO₂ = 2^n-2 (n < 5)

h) Số đồng phân amin đơn chức no C_nH_2n+3 N:

Công thức:

Số amin C_nH_2n+3N = 2^n-1 (n < 5)

i) Số đồng phân trieste tạo bởi glyxerol và hỗn hợp n axit béo:

Công thức:

k) Số đồng phân ete đơn chức no C_nH_2n+2O:

Công thức:

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

l) Số đồng phân xeton đơn chức no C_nH_2nO:

Lưu ý: Anđehit và xeton 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.

m) Đồng phân RH thơm và đồng đẳng benzen C_nH_2n-6 (n ≥ 6).

C_nH_2n-6 = (n - 6)² (7 ≤ n ≤10)

Tính số đồng phân của các hiđrocacbon thơm C_7H8

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

n) Đồng phân phenol đơn chức:

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

Áp dụng:

C₇H₈O: 3^7-6 = 3 đồng phân.

o) Công thức tính số đi, tri, tetra.....n peptit tối đa tạo bởi hỗn hợp gồm x amino axit khác nhau:

Số n peptit max = xⁿ

Ví dụ: Có tối đa bao nhiêu đipeptit, tripeptit thu được từ hỗn hợp gồm 2 amino axit là glyxin và alanin?

+ Số đipeptit = 2² = 4

+ Số tripeptit = 2³ = 8

-------------------------------------------

Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu Công thức tính nhanh số đồng phân Hóa hữu cơ. Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Giải bài tập Hóa học lớp 11, Giải SBT Hóa Học 11, Trắc nghiệm Hóa học 11, Tài liệu học tập lớp 11