Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ
Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon trừ một số hợp chất như CO, CO2, muối carbonate, các cyanide, các carbide, ...
Ngành hóa học nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ được gọi là hóa học hữu cơ.
II. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ
1. Thành phần nguyên tố
Ngoài carbon, trong thành phần của hợp chất hữu cơ thường có thêm các nguyên tố khác như: hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus, các nguyên tố halogen, sulfur, …
2. Đặc điểm cấu tạo
- Các nguyên tử trong phân tử hợp chất hữu cơ chủ yếu liên kết bằng liên kết cộng hóa trị.
- Mạch carbon có các dạng: mạch hở không phân nhánh, mạch hở phân nhánh hoặc mạch vòng.
Ví dụ:
- Mạch thẳng: C4H10
CH3-CH2-CH2-CH3
- Mạch nhánh: C4H10
- Mạch vòng: C4H8
3. Tính chất vật lí
- Đa số hợp chất hữu cơ ít tan trong nước nhưng tan tốt trong dung môi hữu cơ.
- Các hợp chất hữu cơ thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi).
4. Tính chất hóa học
- Phản ứng của hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm và theo nhiều hướng khác nhau, tạo thành hỗn hợp các sản phẩm.
Ví dụ: Propane tác dụng với chlorine:
![{\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{CH}}_3\;\xrightarrow[{-\mathrm{HCl}}]{+{\mathrm{Cl}}_2,\mathrm{as}}{\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{CH}}_2\mathrm{Cl}\;+\;{\mathrm{CH}}_3\mathrm{CH}(\mathrm{Cl}){\mathrm{CH}}_3](https://i.vdoc.vn/data/image/blank.png){kind=small}
\({\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{CH}}_3\;\xrightarrow[{-\mathrm{HCl}}]{+{\mathrm{Cl}}_2,\mathrm{as}}{\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{CH}}_2\mathrm{Cl}\;+\;{\mathrm{CH}}_3\mathrm{CH}(\mathrm{Cl}){\mathrm{CH}}_3\)
- Các hợp chất hữu cơ thường kém bền nhiệt và dễ cháy.
III. Phân loại các hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ thường được chia thành 2 nhóm lớn: hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.
- Hydrocarbon: những hợp chất hữu cơ trong phân tử chỉ chứa carbon và hydrogen.
Ví dụ: CH4; C3H6; C5H8; ...
- Dẫn xuất hydrocarbon: thay thế nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon bằng nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác.
Ví dụ: CCl4; C2H6O; C6H5N; ...
Phân loại các hợp chất hữu cơ theo thành phàn nguyên tố và đặc điểm liên kết
IV. Nhóm chức
1. Khái niệm
Nhóm chức là nguyên tử hay nhóm nguyên tử gây ra những tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất hữu cơ.
Ví dụ về một số nhóm chức và gốc hydrocarbon có trong phân tử hợp chất hữu cơ:
| Phân tử/ Loại hợp chất | Nhóm chức | Gốc hydrocarbon |
| C2H5OH/ Alcohol | -OH | C2H5- |
| CH3CHO/ Aldehyde | -CHO | CH3- |
| C6H5COOH/ Carboxylic acid | -COOH | C6H5- |
2. Xác định nhóm chức bằng phổ hồng ngoại
- Có thể xác định được nhóm chức trong phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào tín hiệu hấp thụ đặc trưng trên phổ hồng ngoại của nó.
Ví dụ: Ta có phổ IR của butanal
Quan sát trên phổ IR: tín hiệu 1731 cm-1 là tín hiệu đặc trưng của liên kết C=O; các tín hiệu ở 2827 cm-1 và 2725 cm-1 là các tín hiệu đặc trưng của liên kết C-H trong nhóm -CHO.
- Các số sóng hấp thụ đặc trưng trên phổ hồng ngoại của một số nhóm chức:
