Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ SVIP

I. Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

1. Khái niệm hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

- Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon (trừ một số các hợp chất như carbon monoxide, carbon dioxide, muối carbonate, cyanite, carbide,...).

- Hóa học hữu cơ là ngành hóa học chuyên nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.

2. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ

Các hợp chất hữu cơ có đặc điểm chung sau đây:

- Thành phần phân tử nhất thiết phải chứa nguyên tố carbon, thường có hydrogen, oxygen, nitrogen, halogen, sulfur, phosphorus,...

- Liên kết hóa học chủ yếu là liên kết cộng hóa trị. Các nguyên tử carbon không những có khả năng liên kết với nguyên tử các nguyên tố khác mà còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch carbon.

- Nhiệt độ nóng chảy thấp, nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi) và thường không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ.

- Dễ cháy, kém bền với nhiệt nên dễ bị phân hủy.

- Phản ứng của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm, theo chiều hướng và tạo ra hỗn hợp các sản phẩm. Để tăng tốc độ phản ứng thường cần đun nóng và có xúc tác.

3. Phân loại hợp chất hữu cơ

Dựa vào thành phần nguyên tố, hợp chất hữu cơ có thể phân thành hai loại là hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.

- Hydrocarbon là những hợp chất được tạo thành chỉ từ hai nguyên tố carbon và hydrogen. 

- Dẫn xuất của hydrocarbon thu được khi một hay nhiều nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon được thay thế bằng một hay nhiều nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác (thường chứa oxygen, nitrogen, sulfur, halogen,...).

II. Nhóm chức và phổ hồng ngoại (IR) 

1. Khái niệm nhóm chức và một số nhóm chức cơ bản

Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử gây ra những tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất hữu cơ.

Ví dụ:

\(CH_3-O-CH_3+Na\rightarrow\) không phản ứng

\(2C_2H_5OH+2Na\rightarrow2C_2H_5ONa+H_2\)

2. Dự đoán một số nhóm chức cơ bản dựa vào bảng tín hiệu phổ hồng ngoại

Phương pháp phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy, được viết tắt là IR) là phép đo tương tác của bức xạ hồng ngoại với vật chất. Trên phổ hồng ngoại có các tín hiệu (peak) của cực đại hấp thụ ứng với dạo động đặc trưng của các nhóm nguyên tử. Nó thường được sử dụng để dự đoán sự có mặt các nhóm chức trong phân tử hợp chất hữu cơ.

Phổ hồng ngoại thường biểu thị sự phụ thuộc của cường độ hấp thụ bức xạ hồng ngoại của một chất vào số sóng hoặc bước sóng. Trên phổ hồng ngoại, trục nằm ngang biểu diễn số sóng (cm^-1) trên các bức xạ trong vùng hồng ngoại, trục thẳng đứng biểu diễn cường độ truyền qua hoặc độ hấp thụ (theo %).

1. Hợp chất của carbon là hợp chất hữu cơ (trừ một số các hợp chất như carbon monoxide, muối carbonate, cyanide, carbide,...).

2. Liên kết hóa học trong hợp chất hữu cơ thường là liên kết cộng hóa trị; nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp và thường không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ.

3. Hợp chất hữu cơ dễ cháy, dễ bị nhiệt phân hủy, các phản ứng thường xảy ra chậm, theo chiều hướng và tạo ra hỗn hợp các sản phẩm.

4. Hợp chất hữu cơ được chia làm hai loại: hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.

5. Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm của nguyên tử gấy ra những tính chất hóa học đặc trưng của phân tử hợp chất hữu cơ.

6. Phổ hồng ngoại thường được sử dụng để xác định sự có mặt của các nhóm chức trong phân tử hợp chất hữu cơ.