Cách thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ khoa học tự nhiên, công nghệ và khoa học xã hội ĐGNL HN

I. SƠ LƯỢC VỀ PHÂN TÍCH NGUYÊN TỐ

1. Phân tích định tính

– Mục đích: Xác định nguyên tố nào có trong hợp chất hữu cơ.

– Nguyên tắc: Chuyển các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản rồi nhận biết chúng bằng các phản ứng đặc trưng.

2. Phân tích định lượng

– Mục đích: Xác định thành phần % về khối lượng các nguyên tố có trong phân tử hợp chất hữu cơ.

– Nguyên tắc: Cân chính xác khối lượng hợp chất hữu cơ, sau đó chuyển nguyên tố C thành CO₂, H thành H₂O, N thành N₂, sau đó xác định chính xác khối lượng hoặc thể tích của các chất tạo thành, từ đó tính % khối lượng các nguyên tố.

1. Công thức tổng quát (CTTQ)

– Cho biết trong phân tử hợp chất hữu cơ có chứa những nguyên tố nào. Ví dụ ứng với công thức C_xH_yO_zN_t ta biết hợp chất hữu cơ này có các nguyên tố C, H, O, N. 

2. Công thức đơn giản nhất (CTĐGN)

a. Định nghĩa

– Công thức đơn giản nhất là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.

b. Cách thiết lập công thức đơn giản nhất

– Thiết lập công thức đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ C_xH_yO_zN_t là thiết lập tỉ lệ :

$\mathrm{x:y:z:t=}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{C}}}\mathrm{:}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{H}}}\mathrm{:}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{O}}}\mathrm{:}{{\mathrm{n}}_{N}}\mathrm{=}\frac{{{\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}}}{\mathrm{12}}\mathrm{:}\frac{{{\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}}}{\mathrm{1}}\mathrm{:}\frac{{{\mathrm{m}}_{\mathrm{O}}}}{\mathrm{16}}:\frac{{{m}_{N}}}{14}$

hoặc $\mathrm{x:y:z:t=}\frac{\mathrm{ }\%\text{ C}}{\mathrm{12}}\mathrm{:}\frac{\mathrm{ }\%\text{ H}}{\mathrm{1}}\mathrm{:}\frac{\mathrm{ }\%\text{ O}}{\mathrm{16}}:\frac{\mathrm{ }\%\text{N}}{14}$

c. Công thức thực nghiệm (CTTN): CTTN = (CTĐGN)_n (n : số nguyên dương).

3. Công thức phân tử

a. Định nghĩa

– Công thức phân tử là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.

b. Cách thiết lập công thức phân tử

– Có ba cách thiết lập công thức phân tử

Cách 1 : Dựa vào thành phần % khối lượng các nguyên tố

– Cho CTPT C_xH_yO_z, ta có tỉ lệ:

$\frac{\mathrm{M}}{\mathrm{100}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{12}\mathrm{.x}}{\mathrm{ }\%\text{ C}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}\mathrm{.y}}{\mathrm{ }\%\text{ H}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{16}\mathrm{.z}}{\mathrm{ }\%\text{ O}}$

Từ đó ta có : $\mathrm{x=}\frac{\mathrm{M}\mathrm{. }\%\text{ C}}{\mathrm{12}\mathrm{.100}}$; $\mathrm{y=}\frac{\mathrm{M}\mathrm{. }\%\text{ H}}{\mathrm{1}\mathrm{.100}}$; $\mathrm{z=}\frac{\mathrm{M}\mathrm{. }\%\text{ O}}{\mathrm{16}\mathrm{.100}}$

Cách 2 : Dựa vào công thức đơn giản nhất.

B1: Đặt công thức phân tử của hợp chất hữu cơ là : (CTĐGN)_n (với n$\in {{N}^{*}}$)

B2: Tính độ bất bão hòa (k) của phân tử (chỉ áp dụng cho hợp chất có chứa liên kết cộng hóa trị, không áp dụng cho hợp chất có liên kết ion).

B3: Dựa vào biểu thức k để chọn giá trị n, từ đó suy ra CTPT của hợp chất hữu cơ.