Co So HHC-Dao Hung Cuong

8/7/2019 Co So HHC-Dao Hung Cuong

1/225

1Ch ng 1

CSHAI C NG1.1. HA H U C CHT H U C 1.1.1.c im v spht trin ca ho hc hu c .i t ng nghin cu ca ho hc l nhng cht ho hc ring bit v sbin i ca

chng. Mt l nh vc c bn ca ho hc l ho hc hu c nghin cu cc h p cht ca cacbonv i cc nghin t khc, chyu l h p cht ca cacbon v i Hyr, Oxi, Nit , Phtpho, Luhunh v Halogen.

Nhiu h p cht hu c c con ng i bit r t lu nh: dm (axit axetic lng), mt s thuc nhum, r u etylic, cc h p cht axit oxalic, axit xitric, axit tactric v mt sbaz hu c (cc ancaloit) c tch t ng thc vt vo cui thk th 18 vu thk th 19. Th iim ny cng c tnh l th i im u ca mn ho hc hu c .

thk th18 v thk th19, ng i ta cho r ng ho hc ca thgi i cc cht S NGkhc v i thgi i ho hc ca cc cht cht, l c thsng c cu to tnhng h p cht c bit do mt ngoi lc sng (Tr i, Cha, Pht) to nn m cc cht bn thn con ng ikhng thtng h p c. Nhng nhng pht hin thk 19 cho thy r ng tt ccc h p chtcu to nn c th ng vt v thc vt u c thnh phn ging nhau ph v skhc bitgia ho hc ng vt v thc vt. Hai l nh vc nghin cu ny st nh p vo nhau v hnhthnh mn ho hc hu c . Nh bc hc Thy in Berceluyci (1779-1848) c r t nhiu

cng trong l nh vc st nh p ny. Sau ng, nh bc hc Lavuaze, bng nhng ph ng php phn tchnh l ng pht hin c mt snguyn tm i, xcnh c nguyn t l ngca nhiu nguyn t, t nn mng cho hin t ng ng phn. Nh ho hc c Beler bng phn ng thuphn h p cht ixianua (v c ) thu c axit oxalic (hu c ) nm 1824 v t xinaoxit amoni (v c ) thu c ur (hu c ) nm 1828 ph v sphn bit gia h p chtv c v hu c . iu ny cng chng minh r ng cc h p cht hu c c th thu nhn c bng con ng tng h p m khng cn s tham gia ca mt ngoi lc huyn b no c. iu c khng nh bng cc cng trnh ca Buttlerp tng h p cc h p cht ng t formalin (1861), Faray thu nhn c bezen (1825), Zinin tng h p c anilin tnitrobezen(1842) v tanilin thu nhn c cc h p cht mu vo nhng nm 50 ca thk 19. Cngvo nhng nm ny Gmelin a ra nh ngh a ho hc hu c l ho hc cc h p chtcacbon v n ti n ngy nay.

1.1.2. Cu to ca cc h p cht hu c .


2/225

2T nh ngh a trny xut hin mt vn l n l ti sao thng tr m nguyn t bit

ch c cacbon to thnh nhiu h p cht nhvy?Th nht: do hin t ng ng phn c Berceluyci pht hin cho tt ccc cht ho

hc mc bit l cht hu c c thtn ti nhiu h p cht khc nhau c cng thnh phnnguyn t, cng phn t l ng nhng khc nhau vcu to. V d: C20H42 c 366.319 h p chtkhc nhau, C30H62 tn ti 4.111.846.768 h p cht khc nhau.

Thhai: do hin t ng ng ng - tn ti cc h p cht ho hc m thnh phn ca micht ch khc nhau b i mt nhm CH2 (mtylen).

Th 3: do hin t ng ng c p - cc h p cht c cu to cng mt s nguyn t cacbon nhnhau nhng h p cht sau c t h n h p cht tr c 2 nguyn tHyr (tan C2H6,tylen C2H4, axetylen C2H2).

Vy ti sao cc h p cht hu c li tn ti d i cc dngngng,ng phn?

Trong cc thuyt a ra gii thch vn ny ca nhiu nh bc hc thuc nhiu th hkhc nhau c thlu mt vi githit sauy:

Thuyt kiu ca Zerar cc h p cht c phn btheo cc kiu H2O, HCl, H3 N, H2. y ch cn thay thhyr ca cc kiu bng phn gc hu c th ta sthu c cc h p chtkhc nhau.

V d:

H

HO

CH3

HO

C2H5

H O

C2H3O

HO

n c mtanol tanol axit axetic H

Cl

CH3

Cl

C2H5

Cl

C2H3O

Clhyrcloruamtylclorua tylclorua axtylclorua

CH3

H

H

H

C2H5

H

C2H3O

Hhyro mtan tan axtanhyt

Nm 1851, Viliamx n a ra thuyt raical ca nhiu nguyn t - tc l cc raical ckhnng thay th2 hoc nhiu hyr trong cc kiu.


3/225

3V d: axit aminaxtic l kiu H2O v NH3

H

C2H3O

O

H

H

N

c bit quan tr ng l kiu mtan ca KkukHHHH

C

Kkul s dng khi nim ho tr ca nh ho hc Anh Frankland cho nguyn t

cacbon 1857. T vic cng nhn nguyn t cacbon c ho tr 4, Kkul i n k t lun lnguyn tcacbon c khnng lin k t v i nhau.

V d: tan c thvit:

HHH

C

CH3

Nhvy cacbon lin k t v i nhau to thnh cc mch di ngn khc nhau.Mt trong nhng ng gp quan tr ng cho thuyt cu to cc h p cht hu c l

thuyt cu to ca Buttlrp (1861): bn cht ho hc ca mt phn t ca mt cht c xc

nh b i bn cht cc nguyn t c h p thnh, b i s l ng ca chng v b i cu to hohc. Tni dung ca thuyt ta c thrt ra cc k t lun sau:

1. Cc nguyn t trong phn tkhng phi s p x p hn n, v tr t t, chng k t h pv i nhau theo mt tr t txcnh, theong ho tr ca chng.

2. Tnh cht ca cc cht khng nhng ph thuc vo thnh phn nguyn t, vo s l ng nguyn tca cc nguyn t m cn phthuc vo cu to ho hc ca chng na.

3. Cu to ca cc cht c thxcnh c khi nghin cu tnh cht ca chng. Cu

to ho hc ca mi cht c thbiu th bng mt cng thc ho hc nht nh gi l cng thccu to.

Thuyt cu to Buttlrp chnh l nn tng cho spht trin ca ho hc hu c tnm1861n nay. Bng cc ph ng php ho hc ng i ta xcnh c cu to ca nhiu h pcht khc nhau. Ngy nay, tuy cc ph ng php ho hc vn cn c ng dng trong thc t nhng xut hin cc ph ng php vt l nhkhi ph, ph cng h ng tnhn, ph in


4/225

4tgip cho cc nh ho hc xcnh nhanh chng v chnh xc cu to ca cc h p cht hohc.

Tm li, s hnh thnh khi l ng khng l cc h p cht hu c l do khnng tothnh dyng ng,ng phn, khnng to thnh nhng mch di (c thni l v tn), kh nng to lin k t bn vng v i cc tc nhn electronphin (nhhyr), v i tc nhn nucleophin(nhhalogen, xy, Lu hunh, Nit ..) ca nguyn tcacbon.

1.1.3. Cc ph ng php biu din trong ho hc hu c . Nh ta bit ho hc v c nghin cu chyu cc h p cht phn cc v cc lin k t

ho hc phn cc. Tri li ho hc hu c nghin cu chyu cc h p cht khng phn cc vcc lin k t khng phn cc. Thuyt in ly trong nhng nm u ca thk 20 t nn tngcho l thuyt cu to ion ca cc mui v cc cht in ly. Spht minh electron v ccnhlut nh l ng ca qu trnhin ly l c s cho thuyt ho tr in t. Theo cc thuyt ny

mt h p cht in ly c cu to tcation v anion. Cation l nguyn tkim loi b mt int, cn anion l nguyn t khc nhn thmin t. L thuyt ny c Koselng dng chonhiu h p cht v nhiu qu trnh trong ho hc v c (1917). Mt khc Kosel cng nhn thyr ng,i v i cc cht khng phn cc nhH2, O2, N2, hyrcacbon th thuyt in ly khngthch h p m phi tm kim nhng thuyt ho hc khc.iu c Luit gii thch bnglin k t cng ho tr (1916) c to thnh do c p in tgp chung gia cc nguyn t. TheoLuit, lin k t gia cc cht khng phn cc c biu din nhsau:

H H H CH

HH H C

H

HC HH

HH C

H

HCH

HO H

H2 CH4 C2H6 CH3CH2OH

y c p in tc ththay thbng gch ngang (-). Do cc h p cht lin k t i

hay lin k t ba c thbiu din:

H CH

C HH

hoc C CH

H

H

H

H C C H hoc H C C H

1.1.4. Phn loi cc h p cht hu c .Cc h p cht hu c c phn loi theo cu to ca chng,c tr ng b i cc lin k t

gia cc nguyn tcacbon v i nhau. Cc h p cht c cha cc nguyn tkhng phi l cacbon c xem nh dn xut ca hyrcacbon m trong nguyn t hyr c thay th cc


5/225

5nguyn tkhc. Tt ccc h p cht hu c c chia lm 2 nhm l n: cc h p cht mch h v cc h p cht mch vng.

Cc h p cht mch h l nhng h p cht bo:Mch thng khng phn nhnh (normal).

H C C C C C

H H H H H

H

H H H H H

H C C C C C

H H H H H

C

H H H H H

C C H

H

H

H

H

H

H

n-pentan n-ctan Mch phn nhnh:

C

H

H

H

C

CH3

CH3

C

H

H

Hnepentan

C

H

H

H C

H

CH3

C

H

C

H

H

H

Hizpentan

Cc h p cht khng no (cha ni i, ni ba):CH

H

C

H

C

H

C H

H

CH3CH2 C CH

butaien-1,3butin-1

Cc h p cht vng gm:Vng ring bit-ch c nguyn tcacbon tham giang vng:

CC C C C

C C C CC C

C C

C CC

D vng-cc nguyn t tham giang vng ngoi nguyn tcacbon cn c cc nguyntkhng phi l cacbon nhOxi, Nit Cng t ng tnhcc h p cht mch h , cc h p chtmch vng cng c vng khng no cha ni i hoc ni ba.c bit, mt trong nhng vngkhng no r t quan tr ng l loi vng th m-vng cha 6 nguyn tc ba ni i lin h p cacacbon hoc cacbon v i cc nguyn td t.

N NNaphtalen KinlinBenzen Piriin

Trong loi h p cht th m ny cn c loi vng 5 nguyn tcha 2 ni iv mt nguyntd tcha c p in ttdo:

Pirol Furan Tiphen

N

H

O S


6/225

61.1.5. Cch gi tn cc h p cht hu c .Trong ho hc hu c chon nay tn ti nhiu cch gi tn khc nhau.gi cc dy

ng ng ca hyrcacbon, ng i ta th ng sdng tn gi ca cc h p cht n gin nht.V dhyrcacbon dy mtan, hyrcacbon dy tylen, hyrcacbon dy axtylenTt ccch p cht hu c khc cn li c xem nh l dn xut ca hyrcacbon.gi tn cc h pcht hu c ring bit, th ng sdng cc danh php: danh php thng th ng, danh php Gi -ne-v (1892), danh php IUC (International Union Chemistry) 1950, danh php IUP(International Union of Pure and Applied Chemistry) 1957

A. Danh php thng th ng:Gi tn cc h p cht theo lch s thu nhn c, theo ngun gc ca nguyn liu ban

u, theo ph ng php tng h pV d: kh m (tm), axit focmic (focmic-kin), vanilin(vani-cy vani)Nhiu cht c gi tn ca nh bc hc thu nhn c n. V d xton

Micler, hyrcacbon TitibabinMt stn gi thng th ng c sdng r t r ng ri trong h thng tn gi thgi i. V dtn gi ca dyngng ankan tC5 tr i c phn gc l s mh latinh cng thmui an (pentan, hexan, heptan) nhng 4 h p cht u (mtan, tan, propan, butan) li l tn gi thng th ng v phn gc khng phi l s m hlatinh.

B. Danh php IUPAC:Gi tn cc h p cht mch h :1. Gi tn 4 h p cht u ca hyrcacbon no l: mtan, tan, propan, butan. Gi tn

cc h p cht ti p theo ca dy ny bng phn gc l s m h latinh cng ui an: pentan,hexan, heptan, octan, nnan,kanTn gi chung ca hyrcacbon mch thng no l ankan.

2. Cc raical (phn gc) c ho tr I c to thnh thyrcacbon no mch h bngcch tchi mt nguyn thyr u mch c gi tn bng cch thayui-an bng ui yl.

Vd: CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH2-Pentan Pentyl

CH3-CH2-C7H14-CH3 CH3-CH2-C7H14-CH2-kan kyl

3. Mch di nht c nh s t u nyn u kia bng ch s latinh sao cho v trcc nhm mch nhnh c tng cc ch s l nhnht. Tr ng h p khinh s t u nynu kia m thu c mt sdy ch sca cc nhm mch nhnh khc nhau th phi s p x pchng li theo th t tng dn. Dy c tng cc ch snhnht c xem l dy c ch s unhnht.


7/225

7V d:

CH3 CH2 CH CH 2 CH3

CH3

CH3 CH CH 2 CH2 CH3

CH33-mtylpentan 2-mtylpentan

(khng c 4-mtylpentan) CH3 CH CH 2 CH CH CH 3

CH3 CH 3 CH 3

2,3,5-trimtylhexan(khng c 2,4,5-trimtylhexan) CH3 CH2 CH2 CH2 CH

CH3

CH3

CH2CH2CH3

CH2CH2CH

5-mtyl-4-prpylnonan(khng c 5-mtyl-6-prpylnonan)

4. Cc phn gc (raical phn nhnh ho tr 1) c gi tn bng cch

thm vo mch thng khng phn nhnh di nht ankyl (bt u tpha c ho tr tdo s1) tngi cc mch nhnh.

V d: CH3CH2CH2CH2CH(CH3)- CH3CH2CH2CH(CH3)CH2-1-mtylpentyl 2-mtylpentyl

Mt snhm gi tt nhsau:(CH3)2CH- (CH3)2CHCH2- CH3CH2CH(CH3)- (CH3)3C-Izprpyl izbutyl secbutyl tecbutyl(CH3)2CHCH2CH2- (CH3)3C-CH2- CH3CH2C(CH3)2-

Izpentyl nopentyl tecpentyl5. Nu c 2 nhm mch nhnh khc nhau tr ln th c thgi chng theo th tchci

hoc theophc t p ca nhm (l n khng gian ca nhm).V d: Theo vn chci:

CH3 CH2 CH2 CH CH CH 2 CH3

C2H5 CH3 Hai nhm tyl (C2H5) v mtyl (CH3) th chE ng tr c chM nn gi l 4-tyl-3-

mtylheptan.Theophc t p ca nhm: Nhm c snguyn tcacbon nhiu phc t p h n nhm c snguyn tcacbon t:

(CH3)3C- < CH3CH2CH2CH2CH2- Nhm phc ch snh, t phc t p nhm c ch sl n:

CH3CH2CH(CH3)CH(C2H5)CH2- < CH3CH2CH(C2H5)CH(CH3)CH2-Gc no nhh n gc khng no:


8/225

8CH3CH2CH2- < CH3CH=CH-

Gc c ch s v tr khng no nhsnhh n v tr l n:CH3CH=CH- < CH2=CH-CH2-

6. Khi c mt nhiu nhm thging nhau ta dng cc ti p u ng: i-(2), tri-(3), ttra-(4), penta-(5), hexa-(6), hepta-(7)V d:

CH3CH2C(CH3)2CH2CH3 c l 3,3-imtylpentan.7. Cc h p cht khng no c mt ni i, gi tn bng cch thayui an bngui en,

2 ni i thnh aien, 3 ni i thnh atrienTn gi chung cho cc h p cht l anken,ankaien, ankatrien

V d: H p cht CH3CH2CH2CH=CH-CH3 gi l 2-hexenCH3CH=CHCH2CH=CH2 gi l 1,4-hexaien

Ch : CH2=CH2 tylen v : CH2=C=CH2 allen khng theo hthng danh php IUPAC.

Bng cch chuyn i t ng tnhvy gi cc h p cht cha ni 3: c 1 ni 3 thi ui an thnhui in, c 2 ni 3 thi thnhui aiin, c 3 ni 3 thi thnh atriin

Tn gi axtylen l danh php thng th ng nn n khng thayi theo quy lut trn.Cc gc anken c ho tr I c gi bng cch thm vo phn ui t -enyl, -

ienylcn cc gc ankin c ho tr I th thm voui inyl, -iinylV d:

CH3 CH CH CH 3 CH CH CH 2 HC C HC C CH 21-prpenyl 2-butenyl tinyl 2-prpinyl 8. Gi tn cc h p cht vng t ng tnh cc h p cht mch h c thm ti p u ng

xyclo-.V d:

CH2

CH2 CH2

CH2

CH2 CH

xyclprpan xyclhexan xyclhexylxyclprpyl

C

CCH

2

CH2

CH2CH2

H2

H2

C

CCH

2

CH2

CHCH2

H2

H2

1.2. CHT TINH KHITKhi nim vcht nguyn cht (mt cht n gin hay mt h p cht) l nhng cht c

cu to tnhng phn tging nhau. Nhng trong thc tkh c ththu nhn c nhng chtnhvy, do cc nh ho hc hu c tnh r ng nhng cht c cha 99% cht hu c c gil cht ho hc tinh khit. nh gitinh khit ca cc cht, th ng dng cc ph ng php


9/225

9vt l nhnhit nng chy, nhit ngc, nhit si p sut nht nh, ch skhcx, quay cc, cc loi quang ph

1.2.1. Cc ph ng php thu nhn cht tinh khit.1.2.1.1. Ph ng php k t tinh.y l ph ng php quan tr ng nht tinh chcc cht r n. Ta ho tann mc bo

ho sn phm th trong mt dung mi thch h p nhit cao, lc nng dung dch khi ccthnh phn khng ho tan r i ngui v nhthl h p cht sk t tinh li d i dng tinh khith n.

a. La chn dung mi: trong dung mi c la chn h p cht phi t tan nhit th pnhng tan tt khiun nng cn cc t p cht nu tan cng nhiu th cng tt. Theo kinh nghim,th ng mt cht c ho tan tt trong dung mi c cu trc ho hc t ng tv i n, nht li v i cc h p cht c cu trc n gin. V d: cc hyrcacbon tan tt trong cc dung mi

thuc loi hyrcacbon, te, cn cc anehyt, phnol, ancol, axit cacbxylic tan tt trong H2O,ancolTt nhin dung mi c la chn khng c lm thayi cht ho tan vmt hohc.

b. Cch tin hnh: tr c ht ta un nng h p cht cn k t tinh trong mt l ng dung mikhng ho tan l ng cht , sau ta un si dung mi v qua sinh hn cn thn chothm dung mi vo chon khi ho tan hon ton cht k t tinh trong dung mi dang si. Lcnng dung dch, lm lnh sthu c cht r n tinh khit h n.

1.2.1.2. Ph ng php chng ct.Chng ct l ph ng php tch v tinh chquan tr ng nht i v i cc cht lng. Trong

tr ng h p chng ct n gin, ta cung c p nhit cho mt cht lng n khi cht si v h ingng t c to thnh trong mt ng sinh hn. Hng ly cht lng ta c cht lng chng ct tinh khit h n. V trong tr ng h p ny ch c mt t ng (tc l h i) chuyn ngnn ta gi l chng ct cng dng hay chng ct n gin. Ng c li nu c mt phn h i cngng tchy ng c li v i dng h i v li nhvo bnhang si ta gi l chng ct ng cdng (cn gi l chng luyn rectification).

a. Chng ct n gin: Tin hnh chng ct n gin h p l h n cl khi nhit si vo khong 40-150oC ( cao h n 1500C cc cht hu c db phn hu, th p h n 400C db mt mt nhiu). V vy cc cht lng si cao h n 1500C phi tin hnh chng ct d i chnkhng.

Chng ct n gin ch thch h p v i cc hn h p lng gm cc cu t c nhit sikhc xa nhau.


10/225

10Ch khi tin hnh phi iu chnh sao cho tc chng ct trong mt giy khng qu 1

n 2 git r i xung bnh hng. Khi chng ct phi l p ng cong cho qu trnh si- tc l v ng biu din sthayi nhit v i l ng cht lng chng ct c T= f(x) ml.

b. Chng ct phnon (tinh ct): Tr ng h p ny p dng khi chng ct n ginkhng tch c hn h p ra khi nhau (th ng l khi hiu s im si ca cc cht nhh n800C). Khi tin hnh bng ph ng php ny trong ct chng ct pha d i c nhit caoh n pha trn nn h i c nhit cao i td i ln truyn nhit cho cht lng ngng t t trn xung, lm cho mt phn cu tdbay h i trong cht lng b ngng tli, ti p tc bay h iln 2, ln 3cn mt phn cu tkh bay h i trong pha h i b ngng tthnh lng v ti p tci xung gn d i ct ct. K t quca qu trnh l p li nhiu ln nhvy cho ta thu c chtlng ct ra tinh khit h n v cht lng cn li trong bnh ct cng tinh khit h n.

c. Chng ct li cun bng h i n c: Nu hai h p cht khng ho tan vo nhau th p

sut h i ca chng khngnh h ngn nhau. Ta c:f A = pA

v p = pA + pB f B = pBTrong f A, f B l p sut ring phn ca A, B.

pA, pB l p sut h i bo ho ca A, B tinh khit cng nhit T0C.Mt cht si nhit m p sut h i ca n cn bng v i p sut h i ca kh quyn.

Nhvy nu ta un hai cht lng khng ho tan vo nhau th hn h p ssi nhit mtng p sut h i ca 2 cht lng bng p sut kh quyn. iu c ngh a l im si ca hnh p nhvy bao gi cng th p h n im si ca cu t c im si th p nht. Trong thc t th ng dng cht lng th 2 l n c, v vy chng ct hn h p nh vy c th tin hnh nhit th p h n 1000C. Tt nhin n c khng c tr n ln v tc dng v i cht cn chngct.

Cch tin hnh: Ta dn h i n c c to ra tmt bnh bng kim loi hoc thu tinhvoy ca bnh ct hnh cu. Tr c cn un dung dch cn chng ct cho t i gn sitr lc cho qu trnh ct. Bnh thu sn phm sthu c hai l p cht lng (n c v cht cn tinhch) c tch ra bng ph ng php gn hoc bng xiphng. Ni chung ta chng ct n khino cht lng ct khng cn tch thnh hai l p na. i v i cht lng c nhit si cao c th thay n c bng tylen hoc glyxrin.

1.2.1.3. Ph ng php thng hoa.


11/225

11Ph ng php thng hoa l ph ng php m trong ng i ta lm bc h i cc cht r n v

sau ngui chng c thngng ttr c ti p li d i dng cht r n m khng phi lm nngchy chng.

1.2.1.4. Chit.Chit l vic chuyn mt cht dng ho tan hay dng huyn ph tmt t ng ny sang

mt t ng khc.a. Chit cc cht r n: V dchit ng ra khi ma hoc cci ng. Trong ph ng

php chit n gin mt ln, taun nng h p cht cn thit v i dung mi trong mt bnh cu csinh hn hi lu, lc nng hoc lng cho trong r i tch cc phn ring ra khi nhau. Trong ph ng php chit n gin nhiu ln, ng i ta l p i l p li nhiu ln nh m t trn.

b. Chit cht lng, chit cc dung dch huyn ph: Ta cho dung dch n c hoc huyn ph n c chit vo mt phu chit v cho thm dung mi chit v i khong 1/5n 1/3 th

tch cht lng vo phu. ng kn nt phu chit v lc mnh mt s ln, sau yn,dung dch phn thnh 2 l p v tch ly l p dung mi. Theo kinh nghim th dng t dung mi vchit nhiu ln c l i h n l chit mt ln v i cl ng dung michit.

1.2.1.5. Sc k.Ph ng php sc k do nh bc hc ng i Nga Svet ln u tina ra v ngy nay n

c ng dng r t r ng ri trong nhiu l nh vc thc t. Ph ng php sc k gm c cc dng:sc k giy, sc k ct, sc k l p mng, sc k kh.

a. Sc k giy: y l loi sc k phn bm trong t ng ng l hn h p cht cntch v t ng t nh l n c (hoc dung mi khc nhdu silicol, du parafin, du ha) tm lngiy (xenlul). Ta cho cht ln mt im nht nh trn mt giy (im xut pht), khi t ngng chy qua, cc cht c tch ra. Ta tin hnh sc k giy trong mt bnh kn m khnggian c bo ho v i tt ccc cu tca hdung mi c sdng.

h1

h2 h3 H i l ngc tr ng cho v tr ca cc h p cht sau khi tch l tr sR f (ratio of front):

khong cch t im xut pht n trung tm vt cht(h)

khong cch t im xut pht n tuyn dung mi (H)R

f =

b. Sc k ct: Ta cho cht mang (xit silic x p, silicagen, bt xenlul) c tm t ng t nh

vo ct, sau ho tan hn h p cht cn tch trong t ng ng v cho lnu ct. Sau khi


12/225

12dung dch thm vo ct, ta r a v i nhng l ng t ngng khc nhau. Ta thu sn phm tchvo nhng bnh hng khc nhau, lm bay h i ht dung mi v thu ly sn phm tinh khit.

c. Sc k l p mng: y l loi sc k h p phm trong ta sdng mt ct h d idng mt h p cht h p phmng c tr i ln mt tm knh. Th ng dng nhng tm knh c (50 x 200mm, 200 x 200mm) l p cht h p ph(silicagen, xt nhm tr n t st). Cchtin hnh sc k l p mng ging nhsc k giy trny.

d. Sc k kh:y l mt ph ng php hin i c hiu lc cao m trong hn h pcht c phn b gia t ng t nh (lng) v mt kh tr v vic vn chuyn c tin hnhtrong t ng kh. Ph ng php ch gi i hn cho nhng cht dbc h i m khng b phn hu nhit cao hay trong khi phn hucho nhng sn phm xcnh d i thh i.

Nguyn tc hot ng ca mt my sc k kh: t ng t nh (parafin, cciankyl phtalat,cc polyglycol) c tm trn mt vt liu mang th r n (xt silic,t st) c t

trong ct tch ( ng knh ct khc nhau khong t 6mmn 0,25m). D i mt thhiu psut khngi, mt lung kh (hyr, hli, nit , agon, xt cacbon) chy qua ct tch v hnh p cht cn tch vou ct c a vo lung kh ny. Dng kh mang cht chy qua ct vtrong qu trnh cc cht c tch ra khi nhau, c o v c ghi nhn bng mt h thng pht hin thch h p.

My pht hin

Cht cn tch a vo

Kh mang

Kh quyn Thit b hng

T

n g t n h

My t ghi

S mt my sc k kh.1.3. Cng thc phn tca cc cht hu c .tin hnh xcnh cng thc phn tca mt cht hu c ta cn phi:1. Phn tchnh tnh cc nguyn t - tc l xcnh nhng nguyn tno cu to nn

phn t.


13/225

132. Phn tchnh l ng cc nguyn t - tc l xcnh s l ng cc nguyn tca cc

nguyn tcu to nn phn tv l p cng thc n gin ca phn t.3. Xcnh phn tl ng ca phn t - l p cng thc ng ca phn t.1.3.1. Phn tchnh tnh cc nguyn t.a. Pht hin cacbon v hyr: Sc mt ca cacbon v hyr c pht hin bng phn

ngt chy h p cht hu c v i xtng.(C, H) + CuO------t----- Cu + CO2 + H2O

CO2 thot ra trong phnng c pht hin bng Ba(OH)2 cho k t ta BaCO3 mu tr ng,cn H2O c pht hin bng CuSO4 cho h p cht CuSO4.5H2O c mu xanh.

b. Pht hin Nit : Nu trong h p cht c cha Nit th khit chy n sta mi khtging nhmi tc chy hoc un v i vi ti xt sngi thy mi amniac bay ra. Mt ph ng php tt h n lun nng chy mu h p cht cn xcnh v i natri kim loi. Nu phnng xy

ra th sto thnh mui natri xyanua. Nhvo dung dch ca mui ny mt vi git ca dung dch mui st II v st III,un t i

si v sau khi lm lnh axit ho bng dung dch HCl. Nu c k t ta xanh ph (xanh p -ruyt-x ) th chng th p cht c nit .

Na (C,N) NaCN

2NaCN FeSO 4 Fe(CN) 2 Na 2SO4

Na 4[Fe(CN) 6]

Fe4[Fe(CN) 6] 12NaCl

4NaCN

FeCl 34

+

++

+ +

+Fe(CN) 2

Na 4[Fe(CN) 6]xanh ph

HCl

Pht hin halogen: Dng dyng mng t trn ngn la chon khi ht ngn la mu

xanh, sau cho mt l ng nhmu cht lnu dyng vt ti p. Nu ngn la li xuthin mu xanh th chng th p cht c halogen. Ta cng c thpht hin halogen bng cchun nng chy mu cht v i natri kim loi.

(C, H, X) Na NaX+ Pht hin ion X- bng Ag+ cho k t ta AgX.1.3.2. Phn tchnh l ng cc nguyn t. Nguyn tc chung:t chy hon ton mt l ng c cn chnh xc ca mt h p

cht hu c tinh khit v i mt l ng dCuO khan. Cacbon v hyr schuyn hon ton thnhkh cacbonic v n c. Dng mt l ng xy kh ui ht sn phm t chy vo nhngngh p th ring bit: ng ng clorua canxi khan h p thh i n c, cnng ng hyrxit kalih p thu kh CO2. Haing ny c cn chnh xc t tr c v sau khi th nghim. Hiu s


14/225

14gia hai ln cn scho bit khi l ng n c v kh CO2 c to thnh, t c thtnh ra c hyr v cacbon. Ngy nay ng i ta dng my xcnh nguyn tca Libis-Pregli.

O2

hp thH2Ohp thCO2

cha NO

hp th CO2 v H2O

mu cht

ng ng t H2O

My phn tch nguyn tLibis-Preglichuyn NO thnh HNO3, cn cho vo bnh cha KMnO4 v H2SO4 m c. Ta cng

c thdng my phn tch ny nh l ng halogen. nh l ng nit c thdng cc ph ng php sauy:a. Ph ng php Dumas-Pregli: trong ph ng php ny, ng i ta t chy hon ton mt

cht hu c c cn chnh xc v i CuO d trong mt dng kh cacbonic. xt nit tothnh c khbng Cu kim loi v N2 gii phng c dn vo nit k xc nh thtch.Bit thtch kh nit , p sut v nhit ca kh c thtnh c l ng nit ca h p cht.

b. Ph ng php Kien-an (Kjeldahl): Mt cht hu c c cn chnh xc, c un

v i axit sunfuricm c c mt t mui thu ngn lm xc tc. Trong phn ng ny nit s chuyn ho thnh mui amni sunfat, sau un v i dung dch kim mnh sgii phng NH3.Cho NH3 vo mt l ng axit d c chun . Sau khinh l ng phn axit dkhng b trung ho b i NH3 stnh ra c l ng NH3 t suy ra khi l ng nit .

(C, H, N) H2SO4 ( ) (NH 4)2SO4

HO - NH3

++

+ + . . .(NH 4)2SO4

. . .

c. nh l ng xy: xy khnh l ng tr c ti p nn th ng ng i ta nh l ng cc

nguyn tkhc tr c r i ly hiu sgia 100% v i tng sphn tr m ca cc nguyn t tmthy.

1.3.3. Xcnh phn tl ng.C nhiu cch khc nhauxcnh phn tl ng ca h p cht nhng th ng hay dng

tkhi h i ca cht hu c cn xcnh so v i khng kh:M= 29D (D- tkhi h i ca cht hu c so v i khng kh)


15/225

15 Ng i ta cng th ng dng ph ng php khi l ng ring ca Dumas bng ccho th

tch ca mt l ng kh bit tr c mt nhit v p sut xcnh, t c thtnh ra phn tl ng ca n.

1.3.4. L p cng thc phn t.l p cng thc phn tca mt h p cht hu c th ng phi:1. Tnh khi l ng cc nguyn tra phn tr m.2. Chia thnh phn phn tr m cc nguyn tcho khi l ng nguyn tca chngbit

snguyn tgam ca mi nguyn t.3. Thit l p t ls l ng cc nguyn tca cc nguyn tbng cch chia cho snh

nht.4. L p cng thc phn t n gin.5. L p cng thc ng ca phn tbng cchi chiu v i phn tl ng ca n.

1.4. CU TRC PHN T CA HP CHT H U C 1.4.1.ng phn cu to. Nu hai hoc nhiu h p cht khc nhau c cng cng thc phn tnhng c mt s tnh

cht vt l hoc ho hc khc nhau th ng i ta gi chng l cc h p cht ng phn ca nhau.ng phn cu to l loi ng phn m trong cu to ca chng c skhc nhau v

th t lin k t gia cc nguyn tv i nhau. Ng i ta cn gi ng phn ny lng phn link t.

V d: H p cht hyrcacbon C4H10 c thtn ti d i hai dng ng phn cu to sauy:

H C

H

H

C

H

H

C C

H

H

H

H

H H C

H

H

C

H

C

C

H

H

H

HH

H

v

Hyrcacbon C5H12 tn ti d i 3 dngng phn cu to:

H C

H

H

C

H

H

C C

H

H

H

H

C

H

H

H

H C

H

H

C

H

H

C

H

CH3

C

H

H

H

H C

H

H

C

CH3

CH3

C

H

H

H

Khi s l ng ca nguyn tcacbon trong phn thyrcacbon tng ln th s l ng ccng phn cu to tng r t nhanh. V dC6 c 5 ng phn, C7-9, C8-18, C20-366 319, C40-62.491.178.805.831ng phn.


16/225

16 Mt loi ng phn cu to khc xut hin khi phn tca cc h p cht hyrcacbon c

cha cc lin k t bi. V dh p cht hyrcacbon C4H8 tn ti d i 2 dngng phn sau:

H C

H

H

C

H

H

C C

H H

H H C C C C H

H

H

H H H

H

v

1.4.2.ng phn l p th.ng phn l p thl nhng h p cht c cng thnh phn cu to nhng khc nhau vs

phn bkhng gian ca cc nguyn thoc nhm nguyn t trong phn t. Hin nay ng i tachiang phn l p ththnh 3 loi: ng phn quang hc,ng phn hnh hc, ng phn cudng da voc im cu trc khng gian cng nhcc tnh cht l ho khc nhau ca chng.

1.4.2.1.ng phn quang hc.ng phn quang hc l nhng h p cht c mt hay nhiu trung tm vt (cacbon bt i

xng, mt phn ca phn t) khng trng v i nh. C hai loi ng phn quang hc l ng phn quang hc i quang vng phn quang hc khngi quang.

a. ng phn quang hc i quang:ng phn quang hc i quang l 2 cht c thnh phn ging nhau, ch khc nhau mt tnh cht l mt phng phn cc ca nh sng phn ccquayi nhng gc c tr sging nhau nhng ng c chiu nhau (chiu quay sang phi c khiu bng du +, chiu quay sang tri bng du -) v 2ng phn nhvy v i nhau to thnhmt c p i quang.

Tr ng h p trung tm bt i l nguyn tcacbon bt i xng (k hiu l*

C) - tc lnguyn t cacbon lin k t v i 4 nhm thhon ton khc nhau. Mt phn t c cha mtnguyn t *C c th tn ti d i 2 dng ng phn: 1 quay phi v 1 quay trii xng v inhau nh vt vnh qua g ng nhng khng thchng kht ln nhau c, t ng t nh 2chic giy ca mt i giy hoc bn tay phi v bn tay tri. V dm hnh tdin ca axit (-)-lactic v (+)-lactic sauy:

COOH

OHCH3

COOH

HOCH3

H H

mt phng g ng C p i quang trny ca axit lactic c biu din bng m hnh khng gian nhng

i v i nhng phn tphc t p th sdng ph ng php ny khng thun tin. V vy Fish


17/225

17ngh mt ph ng php biu din khng gian ca ccng phn quang hc trn mt phnggi l cng thc chiu Fish . c cng thc chiu Fish , ta t m hnh tdin ca phn t sao cho nguyn t cacbon bt i xng nm trong mt phng giy, cc lin k t *C-b v*C- cnm trong mt phng nm ngang h ng tmt phng giy n ng i quan st. Cc lin k t *C-a v*C- d nm trong mt phng thngng h ng ra xa ng i quan st.

a

c b

d

b c

d

aa

M hnh tdin ca *Cabcd Cng thc chiu Fish ca *Cabcd

Chiu cc lin k t xung mt phng giy, ta sc cng thc chiu Fish . Axit lactic trn

y c biu din d i dng cng thc chiu Fish nhsau:COOH

OHH

CH3

COOH

HHO

CH3 i v i mt cht quang hot, ng i ta th ng dngquay cc ring [] c tr ng

cho n. [] c thc gi tr m hoc d ng khc nhau ty theo cht quang hot lm quay mt phng ca nh sang phn cc vbn phi hoc bn tri.

b. ng phn quang hc khngi quang:ng phn quang hc khngi quang lnhng ng phn l p thca nhau theo ngh a chung nhng chng khng phi l nhng ng phn vt-nh ca nhau.ng phn quang hc khngi quang c thxut hin trong mt s tr ng h p sau:

1. Cc t h p bt k ca mt dng i quang ca c p i quang ny v i cc dng iquang ca nhng c p i quang kia (tr ng h p ca cc h p cht c thai c p i quang tr ln). V d3-phenylbutanol-2 cng phn I v II l mt c p i quang, III v IV l mt c pi quang khc. Cn cc t h p ca I v i III hoc IV, II v i III hoc V l nhng ng phnquang hc khngi quang ca nhau.


18/225

18

CH3

OHH

C6H5H

CH3

CH3

HHO

HH5C6

CH3

CH3

OHH

HH5C6

CH3

CH3

HHO

C6H5H

CH3[ ] = -0,69 [ ] = +30,9 [ ] = -30,2 [ ] = +0,68

2. Cc ng phn mz: Chng l nhng ng phn l p thm phn t ca chng ccha 2 hoc nhiu trung tm bt i xng nhng gia hai na ca chng c s i xng vt-nh, do quay cc ca chng b trit tiu khin chong phn mz khng quang hot. Vd axit tactric cha hai nguyn t *C (ging nhau) c mt c p i quang v mt ng phnmz c biu din bng cng thc chiu Fish nhsau:

COOH

HHO

OHH

COOH

COOH

OHH

HHO

COOH

COOH

OHH

OHH

COOH

Cp i quang ng phn mz c. Bin thRaxmic: Bin thRaxmic l hn h p gm cc l ng bng nhau ca ng

phn quay phi vng phn quay tri. N cquay cc ring bng 0 v c k hiu l ().1.4.2.2.ng phn hnh hc.ng phn hnh hc l ng phn l p thgy nn b i sphn bkhng gian khc nhau

ca nguyn thay nhm nguyn txung quanh phn cng nhc ca phn t. Phn cng nhcc thl mt ni i, 1vng hoc 1 phn vng trong xyclankan

1. Tr ng h p phn cng nhc trong phn tl mt ni i ta c cc loi ng phn:a. ng phn cis-trans xut hin cc ni i C-C khi c hai nguyn t hoc nhm

nguyn tnm cng pha hoc khc pha ca mt phng.

CC

b b

a aCC

b a

ba

ng phn cis ng phn trans V d: 1, 2-icloten c 2ng phn sauy:


19/225

19

C C

Cl

H

Cl

H

C C

Cl

H Cl

H

cis-icloten trans-icloten ng phn syn-anti cng lng phn cis-trans nhng chng c xut hin cc

h p cht c ni i gia nguyn tcacbon v i mt nguyn td thoc gia cc d tv i nhau.

C N

H5C6

H

CH3 N N

H5C6 C6H5 N N

H5C6

C6H5C N

H5C6

H CH3 syn antisyn anti b. Tr ng h p phn cng nhc ca phn t l mt ni n hoc mt phn vng trong cc

h p cht vng. V d: axt mtylxyclppanic cng phn cis v trans nhsau:

HH

COOHCH3

HCH

COOHH

3cis trans T ng tnhvy h p cht 1, 3-imtylxyclhexan c 2ng phn:

CH

CH3

3CH CH33 cis trans

1.4.2.3.ng phn cu dng.ng phn cu dng lng phn l p th ng ca cc phn thu c c phn bit

nhau b i sphn bkhng gian ca cc nguyn thoc nhm nguyn t trong cng mt cuhnh. Schuyn ho t ng hgia ccng phn cu dng c thc hin b i squay quanhcc lin k t n hoc sbg p ca cc phn vng.

ng phn cu dng quay xut hin cc h p cht mch h khi c s quay ca ccnguyn txung quanh tr c ca mt hay nhiu lin k t n m khng lmt lin k t ny.

biu din ccng phn cu dng, ng i ta th ng dng cng thc phi cnh, hoc cng thcchiu Niumen.

Theo cch biu din phi cnh, lin k t gia hai nguyn t cacbon h ng theo ngcho t tri qua phi, ng k vch dngch cc lin k t nm trong mt phng giy, nggch song song nhn dn ch cc lien k t h ng vpha d i mt phng giy, ng m hnhtam gic ch cc lin k t h ng vpha trn mt phng giy.


20/225

20

a

bc

a

b

a

b

c

a

b

d d

Trong cng thc chiu Niumen, phn t c nhn dc theo lin k t C-C (ngh a l tr clin k t ny tr c giao v i mt phng giy).

a

bca

bd

Nhvy hai nguyn tny hon ton che khut nhau v ng i ta biu din chng bng

mt vng trn chung (thc tl hai vng trn chng kht ln nhau). Cc lin k t v cc nhmthni v i cc nguyn tcacbon c chiu ln mt phng vung gc v i tr c ni hai nguyntcacbon (mt phng giy).phn bit hai hthng cc lin k t ni v i cc nguyn tcacbonthnht v thhai, ng i ta ko di cc lin k t ca cc nhm thv i cc nguyn tcacbon gn n tm ca ng trn, cn cc lin k t ca cc nguyn tv i nguyn tcacbon xa thch g p ng trn m thi.

V d: tan hai nhm mtyl c thquay xung quanh lin k t n C-C khin cho phn t c thc v scu dng khc nhau trong c hai cu dng t i hn. Mt cu dng c thnng

cao nht ng v i gc quay ca nhm mtyl l 1200, 2400, 3600 gi l cu dng che khut II,IV, VI (thnng cao nht do 3 c p hyr i din nhau nht v gn nhau nht nny nhaumnh nht), v mt cu dng c thnng th p nht ng v i cc gc quay ca nhm mtyl l600, 1800 v 3000 gi l cu dng xen k I, III, V (c thnng th p nht do 3 c p hyr nm v tr cch xa nhau nht nny nhau yu nht).

HH

H H

H

HH

H

HH

H

HH

H

HH

H

HH

H

HH

H

H

HH

H H

H

H

HH

H H

H

H

I II III IV V VI Sbin i thnng khi nhm mtyl quay mt vng t0 n 3600 c biu din trn

gin sau (phn tmtan tr i qua 3 cu dng che khut khng khc bit nhau v 3 cu dngxen k ng nht nhau hng ro thnng l p li 3 ln). Nhvy cu dng xen k c thnngth p nht nn l dng bn nht. Tr ng h p mtan dy cc cu dng I, III, V c thnng th pnht do chng bn nht, dy cc cu dng II, IV, VI c thnng cao nht nn t bn nht.


21/225

21

300 360

I

II

III

IV

V

VI

60 120 180 240

E(Kcal/mol)

gc quay o

Gin nng l ng ca tan 1.5. LIN K T HO HC.1.5.1. Cc loi lin k t ho hc.Spht trin ca l thuyt vlin k t ho hc - tc l lc gicc nguyn t li v i nhau

trong phn t c chia lm hai th i k : th i tr c nm 1926 v t chon nay. Nm 1926,

nh bc hc Kosen a ra thuyt lin k t ion v nh bc hc Luit a ra thuyt lin k tcng ho tr . Ni dung ca hai l thuyt c thtm tt nhsau:

Trong nguyn tht nhn mangin tch d ng c bao quanh b i ccin tphn b thnh cc l p khc nhau. Trn mi l p c s in tnht nh: 2in t trn l p thnht, 8in t trn l p thhai, 8 hoc 18 trn l p th3S to thnh h p cht l k t quto thnhl p in tbo ho (ging kh tr ) ca cc nguyn t trong phn t. Lin k t ion xut hin dok t quca schuyn dch electron. V:dqu trnh to thnh h p cht LiF.

Li Li+-e Li + eLi+

F F -+e F + e F -

Do lc ht t nhin dn n to thnh LiF.Lin k t cng ho tr c hnh thnh bng i in tgp chung. V d: s to thnh

phn thyr, mi nguyn thyr c 1in tnn khi to thnh phn t2 nguyn t gp

chung ccin tli lmy l p in tcho nhau.+H H H H

T ng t: + F FF FH + H FF


22/225

221.5.2. Thuyt c hc l ng t. Nm 1926, nh bc hc Schrodinger a ra thuyt c hc l ng t c biu din

d i dng mt ph ng trnh ton hc vsphthuc ca schuyn ng ca ccin tvonng l ng ca n. Ph ng trnh ny gi l ph ng trnh sng (electron khng nhng mangtnh cht ht m cn mang tnh cht sng). Ph ng tnh sng r t phc t p khng thcho k t qu chnh xc nn phi dng ph ng trnh gn ng gi l hm ssng. Hm sng no cho gi tr nng l ng cng th p hm sng cngng. Tuy mang tnh cht gn ng song thuyt c hcl ng t gii thch c nhiu hin t ngc bit l sto thnh phn tv nguyn t.

1.5.3. Ocbitan nguyn t.Ph ng trnh sng khng cho php xcnh chnh xc v tr ca in t trong mt th i

im nht nh, tc v qu o chuyn ng ca n nhng cho php xcnh xc sut tmthy in t mt th i im xcnh. n v khng gian m xc sut tm thy in t l

l n nht gi l ocbitan. C nhiu ocbotan s p x p xung quanh ht nhn khc nhau, c hnh dngv kch th c khc nhau. Dng ocbitan ca in t c xcnh b i nng l ng ca n. thun tin ng i ta biu din in td i dng ccm my (ging nh tmnh bm ). Hnhdng ca m my chnh l hnh dng ca ocbitan. Ccm my ny khngng nht. Ocbitanc nng l ng th p nht l 1s-ocbitan.

1s-obitan Ocbitan khng c gi i hn xcnh v xc sut tm thy in t r t xa ht nhn vn

c. Trong gi i hn biu din hnh trn c ngh a l xc sut tmin t l 95%.Ti p theo 1s-ocbitan l 2s-ocbitan c mc nng l ng cao h n do lc lin k t t nh in

gia ht nhn v electron yu h n. Cc ocbitan ti p theo l 3s-ocbitan, 2p-ocbitan: Px, Py, Pz


23/225

23

2p x

x

2p y

y

2p z

z

Cc ocbitan 2p S phn b in t trn cc ocbitan tun theo nhiu nguyn l khc nhau,c bit

nguyn l ngoi tr Pauli c ngh a r t l n. Theo nguyn l ny trn mt ocbitan xcnh ch c thc ti a l 2 electron v i iu kin chng c sl ng tspini nhau.

I.5.4. Ocbitan nguyn t.Trong phn t cng nh trong cc nguyn t ring bit cc electron chim cc ocbitan

t ngng v i cc quy tc phn bchng, ch khc ocbitan phn tc nhiu ht nhn.s

dng ph ng trnh sng trny cho ocbitan phn tng i taa ra 2iu cho php:a. Mi mt c p in tch nh v (gi i hn) xung quanh hai ht nhn nguyn t b. Dng cc ocbitan ca cc electronnh v v s s p x p ca chng ph thuc vo

dng v ss p x p cc ocbitan nguyn tto nn phn t I.5.5.Lin k t cng ho tr .to lin k t cng ho tr ocbitan ca nguyn tny phi xen phocbitan ca nguyn

tkia v mi mt ocbitan phi c 1 electron. y xy ra sphi h p 2 ocbitan nguyn t to

thnh mt ocbitan lin k t. Hai electron trn ocbitan lin k t phi c s l ng tspini nhau.Mi mt nguyn tnm trn ocbitan lin k t chung ny cng c xem nhchng thuc vcachai ht nhn nguyn t. V d s to thnh phn tH2 t 2 nguyn t hiro. y minguyn thiro c mt electron chim mt ocbitan 1s.to thnh lin k t 2 ht nhn nguyntphi tin t i gn nhau sao cho cc ocbitan nguyn txen phnhau. Phn tH2 bn vng nhtl khi khong cch gia 2 ht nhn nguyn t l 0,74A0. Khong cch ny c gi l dikin k t.

H HHHH H

1s 1s ocbitan lin kt Ti khong cch r = 0,74 A0 th p nng l ng ca sxen phcc electron ca phn t

hyr v s y nhau gia cc ht nhn nguyn tl nhnht.


24/225

24(eV)

(Ao)

S ph thuc ca n ng l ng in t t rongphn t H vo khong c ch ha i h t nhn2 1.5.6. Cc ph ng php tnh gn ng trong lin k t cng ho tr .

gii ph ng trnh sng cho phn t ng i ta a ra hai ph ng php gii gnng.(1)-Khi xa lc ht gia cc phn tmangin tch tri du l chyu, khi gn lc y lchyu.(2)-Lun luny nhau nn khng thto thnh lin k t bn vng c.

a. Ph ng php s ho tr Trong ph ng php ny cc electron c spini nhau ca hai nguyn tkhc nhau A v

B c thghpi li to thnh lin k t cng ho tr l ng electron. Khi to thnh lin k t giaA v B, ta khng thphn bit c electron I ca A v i electron II ca B.m t iu ng i ta th ng dng cng thc gi i hn.

V d:A c ( AI) v A ( AII)

B c ( BI) v B ( BII)AIBII v AIIBI

(1) (2)

Theo cng thc ny tr ng thi thc ca phn tphi l ci g trung gian gia (1) v(2). Do ta c:

1 = IA. IIB v 2 = IIA. IB

- l hm sng ocbitan nguyn t.Ph ng trnh thc ca ocbitan nguyn tsl:

= C11 + C22

Ph ng php s ho tr dnglm c s ton hc cho quan nim vscu to cngh ng cc cu to. V dbenzen c thbiu din bng hai cng thc I v II ca Kkul v bacng thc III, IV, V ca ioa.

I II III IV V


25/225

25Do ph ng trnh thc ca benzen sl: = C1(1 + 2) + C2(III + IV + V)Cc hsC1, C2 c gi tr sao cho nng l ngng v i hm sl cc tiu. b. Ph ng php ocbitan.Ph ng php ocbitan dng hm sng ca tng electron trong tr ng bao gm cc ht

nhn v electron cn li.

= C1 1 + C2 2 + .+ C3 3 = Ci IXt lin k t ho hc theo ph ng php ocbitan phn t thc cht l m ts phn b

electron trong phn ttheo ocbitan ca n theo cc nguyn l cho nguyn tch khc l ocbitannguyn tc nhiu trung tm ht nhn. V docbitan nguyn thyr c hai trung tm htnhn. Trong tr ng h p ny nghim ca ph ng trnh sng gii ra phi c hai nghimng v inhng tr ng thi khc nhau ca phn t. Tr ng thi thnht ng v i sht nhau c nng l ng

th p h n nng l ng ca nguyn t l tr ng thi ocbitan phn tlin k t:lk = C1 1 + C2 2

ocbitan lin k t mt g p electron gia hai ht nhn l l n nht, tri li ocbitan phn lin k t l bng 0.

HH +-

+H H

obitan lin kt

obitan phn lin kt

obitan lin kt

obitan phn lin kt

H1s

H1s

+

i v i nhng hc nhiu trung tm v nhiu electron vic gii ph ng trnh sng s

dn n nhiu nghimng v i nhng tr ng thi nng l ng khc nhau.1.5.7. Sxen phv slai ho.a. Sxen ph.Lin k t cng ho tr c hnh thnh l do sxen phca cc ocbitan nguyn t thnh

cc ocbitan phn t lin k t. Ocbitan phn t lin k t cng bn v nng l ng thot ra khi hnhthnh ocbitan cng l n nu vng xen phocbitan cng l n. Khuynh h ng ca s xen ph l tin t i cc i. Mun cho cc ocbitan nguyn t t ng tc c hiu lc v i nhau thnhocbitan phn tchng phi thomn 3iu kin sauy:

1- Nng l ng ca chng gn bng nhau.2- Sxen ph mc l n.3- Chng phi c cng mt kiu i xng v i tr c ni hai nhn nguyn t.


26/225

26Xtiu kin 3 ta c thxen ph:- Hai ocbitan s- Mt ocbitan s v i mt ocbitan p no c tr c i xng trng v i tr c ni hai ht

nhn.- Hai ocbitan p c tr c i xng song song v i nhau (cng px, py hoc pz)Sxen phc ththeo tr c hay bn tr c ni gia hai ht nhn nguyn t.Theo tr c:

+- +

- + -

+-

+s p

Ocbitan lin k t c tr c i xng l ng thng ni gia hai ht nhn v c gi l

ocbitan. Lin k t cng ho tr c hnh thnh gi l lin k t . Sxen phxy ra t ng t nhvy i v i tr ng h p ocbitan p + p.

+- +-

- + - +

+-+-

*

p p

Sxen phbn tr c:

II

+

-

+

-

+

-

-

+

+

-

+

p p

II

II*

Sxen phbn tr c sto thnh ocbitan v lin k t .

V ocbitan khng c tnhi xng i v i tr c hai ht nhn m ch i xng v i mt phng nt cha 2 tr c nn lin k t t bn, dphn cc ho. Mt khc cn tr squay t do ca nguyn thay nhm nguyn txung quanh tr c lin k t (do squay svi phm nguynl cc i). l nguyn nhn lm xut hin ccng phn hnh hc.

b. Slai ho.


27/225

27Ph h p v i nguyn l xen ph cc i, tng hiu lc ca s lin k t, cc ocbitan

tham gia xen phc thb lai ho. Ni dung ca s lai ho c thtm tt trong tr ng h p hnhthnh CH4 nhsau:

Cacbon C6 -1s22s22p2

s21 p22s22

Theo s ho tr trny th ccbon c ho tr 2 do nu k t h p v i nguyn thyr

th phi to thnh h p cht CH2. Thnhng trong phn tmtan, cacbon c ho tr 4. iu c gii thch r ng: c mt electron ca ocbitan 2s chuyn qua ocbitan p cn tr ng.

s21 p32s12

K t quto thnh 4in t c thn v do c thh p v i 4 nguyn thyr to thnh

CH4. Nhvy c thnhn thy r ng cacbon sto thnh 3 lin k t c cng mt loi lin k t cacc ocbitan p v mt lin k t ca ocbitan s. Nhng thc t4 lin k t ca CH4 hon ton gingnhau.iu c gii thch b i slai ho ca cc ocbitan-tc l sth p lai to thnh nhngocbitan c dng khc v i ocbitan banu c khnng xen ph cao h n do lin k t hnhthnh bn vng h n. Thc vy cc k t qutnh ton cho thy r ng:

1- Ocbitan lai to tt nht c h ng xen phcao h n ocbitan s hoc ocbitan p.2- 4 ocbitan lai to tt nht c h ng xen phcao h n hon tonng nht v i nhau.3- Cc ocbitan ny h ng n gc ca mt tdin u- tc l s s p x p m trong

cc ocbitan nm v tr cch xa nhau nht. S lai ho ny gi l lai ho tdin. Gclai ho trong tr ng h p ny l 109028.

lai ha sp3

s21 sp3

s21 p32s12

Slai ho sp3 c thbiu din nhsau:

+

1 3 2s p sp

3


28/225

28

x

y

z s + 3p sp3

lai ha

Cc k t qutnh ton cho thy r ng nu coi khnng xen phca ocbitan s l 1 th

ocbitan p l3 v ocbitan lai ho sp3 l 2. Trong phn tmtan cng nhccngng ca n,

ocbitan lai to sp3 ca cacbon xen phv i ocbitan 1s ca hyr to thnh lin k t (C-H). cc ng ng ca mtan 2 ocbitan sp3 ca hai nguyn tcacbon bn cnh nhau to thnh link t (C-C). V gc ho tr ca nguyn tcacbon sp3 l 109028 nn mch cacbon trong phn t ankan l ng g p khc khc hnh ziczc.

H

HH

H

H

H HH

H

H

HH

H

H

HH

H

H

H

H

CH CH CH CH CH CH CH4 33 3 2 2 3 Kiu lai ho thhai l stng h p 1 ocbitan s v i 2 ocbitan p to thnh 3 ocbitan sp2 (lai

to tam gic hoc lai ho phng). Tr c i xng ca 3 ocbitan sp2 nm trn mt mt phng tothnh gc 1200. Khnng xen pht ngi ca ocbitan sp2 l 1,99.

x

y+

++

s + 2p sp2

lai ha sp2

s21 sp2 p12

s21 p32s12

Trong phn ttylen cc ocbitan sp2 tham gia xen phto nn 5 lin k t c tr c nm

trong mt mt phng. Cn li 2 ocbitan p thun khit cha lai to xen phbn nhau to thnhlin k t .


29/225

29

H

H

H

H

C CH

H

H

H

Kiu lai ha sp-th p ca mt ocbitan s v mt ocbitan p g p trong cc phn tc ni 3v i khnng xen ph l 1,93 v gc to b i tr c i xng ca 2 ocbitan l 1800 (kiu lai ho ng thng).

+ +- + - +-sp

s + p

lai ha sp

s21 p32s12

s21 sp p22 Trong phn t axtylen, cc ocbitan lai ho sp xen ph ln nhau v v i ocbitan hyr

(1s) to thnh 3 lin k t m tr c lin k t cng nm trn mt \ ng thng, cn li 4 ocbitan p

thun khit chng sxen phbn nhau tngi mt to nn 2 lin k t .

Cc lin k t ca axtylen.H C C H

H H C C CH C H

1.5.8. Mt s c tnh ca lin k t cng ho tr .

a. Nng l ng lin k t. Nng l ng lin k t A-B l s nng l ng thot ra khi hnh thnh lin k t t hai

nguyn tA v B hay hai gc tdo A. v B.. cng chnh l nng l ng cn thit lmtlin k t A-B thnh 2 nguyn thoc 2 gc tdo. Tuy vy nng l ng lin k t ch nhng gi tr trung bnh gn ng ca nng l ng phn ly. V dkhi dng khi nim nng l ng lin k t ta githit r ng tt ccc lin k t C-H chng hn trong ankan l nhnhau. Thc ra nng l ng


30/225

30cn thit lm t lin k t C-H th nht trong mtan chng hn khng phi bng nngl ng cn thit phn c p hon ton phn t ny thnh cacbon v hyr, cng khng phi bng nng l ng lmt C-H trong tan, prpan, bezenNng l ng lin k t ca C=C v CCkhng l n g p i hay g p ba ca C-C.

b. Sphn cc.Trong lin k t cng ho tr c p electron lin k t hay ocbitan phn t lin k t ch c

phn btht u gia hai nguyn tv mmen l ng cc bng 0 khi no hai nguyn t hontonng nht nhhA-A: Cl-Cl, H-H, H3C-CH3Trong tr ng h p hai nguyn t lin k tv i nhau khngng nht hA-B: H-Cl, CH3-Clc p electron lin k t slch i t nhiu v pha mt nguyn tno cmin l n h n v do lin k t c mmen l ng cc khc 0( 0).

A BA A A BH A-A H A-B

HA=B

A B Sphn cc khng nhng c thxy ra lin k t m cn xy ra clin k t , h

A=B hoc AB, v dH2C=O, -C Nm tsphn cc ca lin k t cng ho tr ng i ta th ng dng mi tn thng cho

lin k t v mi tn cong cho lin k t (chiu mi tn l chiu chuyn dch ca cc electron).

H3C Cl H3C Cl+ -

hoc hocH3C Cl+ -

hocH2C O H2C O-+ + -

H2C Ohoc

1.6. L THUYT V S CHUY N DCH ELECTRON TRONG PHN T CCHP CHT H U C.

1.6.1. Hiung cmng.a. nh ngh a v phn loi.

Xt hai phn tprpan v n-prpylclorua.

H C C C H

H

H

H

H

H

H

H C3

H

H

C1

H

H

C2

H

H

Cl ++ +

Khc v i prpan, prpylclorua c nguyn tclo v i min l n do lin k t C1-Cl

b phn cc v k t quclo mang mt phn in tch m v CI mang mt phn in tch d ng.V C1 c mt in tch d ng nhnn lin k t C1-C2 b phn cc vpha C1, n l t C3-C2


31/225

31li cng b phn cc vpha C2. Sphn cc khng nhng xy ra lin k t C-C m cn c lin k t C-H. K t qul phn tb phn cc v xut hin mt mmen l ng cc, cn hyr thtr nn linhng h n (so v i hyr prpan). Dng phn cc ny gi l phn cc cmng hayhiung cmng.

Vy bn cht ca vn hiu ng cm ng l sphn cc cc lin k t lan truyn theo

mch cc lin k t do s khc nhau v m in. Ng i ta k hiu hiu ng cm ng I (Inductive Effect). Hiu ng cm ng c thgy ra b i nguyn t hay nhm nguyn t htelectron gi l hiung cmng m (-I), nguyn thay nhm nguyn tnh ng electron gi lhiung cmng d ng (+I). Chiu chuyn dch electron c m tbng mi tn.

Y C C H C X(+I) (I=0) (-I)

b. Quy lut vhiung cmng ca nguyn tv nhm nguyn t.

Phn tch nhng d kin vhiu ng cm ng nhng nguyn t hay nhm nguyn t khc nhau ng i ta rt ra mt squy lut sau:

1. Cc nhm mangin tch d ng c hiu ng -I, cc nhm mangin tch m c hiung +I. V d: -N+R 3 l nhm I mnh cn O- l nhm +I mnh.

2. Nu cc nguyn t ca cng cc nguyn t cng mt chu k nh hay phn nhmchnh trong hthng tun hon u c hiung I th hiung cng l n khi nguyn tt ngng cng vpha bn phi chu k hoc cng pha trn phn nhm chnh.

F > Cl > Br > IF > OR > NR 2

3. Cc nhm ankyl lun lun c hiung +I, hiung tng theo bc ca nhm:CH3 < CH3CH2 < CH(CH3)2 < C(CH3)3

4. Tr ng thi lai to ca cacbon c I bin i:Csp > Csp2 > Csp3 tc l RCC- > C6H5- > R 2C=CR-

c. c im ca hiung cmng.

c im ni bt ca hiung cmng I l gim r t nhanh khi ko di mch truynnhh ng.V d nh h ng ca clon lc ca axt butyric nhsau:

Ka.10 5 1,5 3,0 8,9 139,0

CH3CH2CH2COOH CHCOOH

CH2CH3

Cl

CHCH 2COOH

CH3

Cl

Cl CH2CH2CH2COOH

Theo k t quca bng trny th clo v tr lm tng lc axit ln 87 ln, v tr

lm tng 6 ln, v tr lm tng 2 ln.


32/225

321.6.2. Hiung lin h p.a. nh ngh a v phn loi.xt hiu ng lin h p ta xt phn t n gin c hcc lin k t lin h p l butaien.

T ng tnh trong phn t tylen, cc nguyn t cacbon trong phn t butaien u tr ng

thi lai ho sp2 v hthng cc lin k t l mt hphng. Mi nguyn tcacbon cn li mt

ocbitan p thun khit xen phv i nhau to thnh 4 ocbitan phn t khc nhau I, II, III, IV.

Cc tnh ton c l ng tcho thy r ng ocbitan phn tIV c nng l ng th p nht ( bao trmc4 nguyn tcacbon gi l ocbitan gii tohay khng khu tr). Hphn tc ocbitan gii to nhbutaien gi l hlin h p. Hlin h p th ng g p , p v,

V d:C C C C

CH2 CH CH CH 2

H mch h ,

H lin hp , pC C X

CH2 C Cl

H mch vng ,

I

II

III

IV

Bnh th ng phn tbutaien c gii ta nhIV. Nu thay mt nguyn t hyr CH2 bng CH=O chng hn th doc tnh phn cc sn c ca nhm CHO s lm cho mt electron chuyn ng dch mt phn vpha n lm cho ton bphn tb phn cc.

CH2 CH CH CH 2 CH2 CH CH CH CH O Ta ni y c hiu ng lin h p v nhm CHO gy hiu ng lin h p (k hiu l C).

Nhm CHO lm chuyn dch mt electron vpha n nn c hiu ng lin h p m (-C). Ng c li, nu nguyn thay nhm nguyn t lm mt electron chuyn dch tpha nn

cacbon th n c hiung lin h p d ng (+C).Vy hiu ng lin h p l hiu ng electron truyn trn hlin h p gy nn sphn cc

helectron trn. b. Quan hgia cu to ca nhm th v i hiung lin h p.Hiung lin h p c 3 loi:1. Cc nhm +C: Cc nhm ny ni chungu c c p electron cha s dng hay

electron d:


33/225

33-O-, -S-, -OH, -SH, -NH2, -NR 2, -NHCOCH3, -F, -Cl, -Br.ng ch l hu ht cc nhm c hiung +Cng th i c hiung I mc khc

nhau. V vy trong tr ng h p c thcn phn bit nh h ng ca mi loi. V d: CH3O- lnhmy electron ni chung v ckhi ni ring v nh h ng lin h p v +C > -I.

CH CH CH CH 2CH3O

+C

-I Tri li clo l nhm ht electron ni chung v +C< -I.

CH 2 CH CH CH Cl-I

+C

i v i cc nguyn thay nhm nguyn tc cng hiung lin h p +C th: nguyn t

mangin m c hiung +C mnh h n nguyn tt ng tkhng mangin. O- > -OR

-S-

> - SR Trong mt chu k nguyn tcng bn phi th +C cng yu:

-NR 2 > -OR > -FTrong mt phn nhm chnh lc +C gim ttrn xung d i:

-F > -Cl > -Br > -I-OR > -SR > -SeR

2. Cc nhm C:a scc nhm ny l nhng nhm khng no:

-NO2, -C N, -CHO, -COR, -COOH, -CONH2Th ng cc nhm C c chiung I.Cc nhm -C=Z c lc C ph thuc vo Z ( nu Z cng bn phi chu k th lc C

cng l n):

C O C NR C CR 2

Nhm mangin tch d ng c C l n h n khng mangin:

C NR C NR 2+

3. Cc nhm c hiung C v i du khng c nh.Loi ny th ng l nguyn t hoc nhm nguyn t cha no nh: vinyl, phenylV

d: trong phn tnitrbenzen v anilin phenyl, c thbiu hin hiu ng +C hay C ty theonhm nguyn tgn v i phenyl l -NO2 (nhm C) hay NH2 (nhm +C).


34/225

34

O2 N

-C +C

H2 N

+C -C c im ca hiu ng lin h p: n thayi t ng i t khi ko di mch cc lin k t

lin h p. Hiu ng lin h p ch c hiu lc mnh trn hlin h p phng (tc l cc ocbitan pthun khit phi c tr c song song v i nhau).

N N

X

XH , p phng H , p khng phng

1.7. MT SPH NG PHP VT L TH NG DNG TRONG HO HC H UC

xcnh cng thc cu to ca mt h p cht hu c , trong phn tr c ta xem xtcc ph ng php tinh chcc h p cht, xcnh thnh phn v khi l ng cc nguyn tctrong mt phn t. Ngy nayxcnh cu to ca mt h p cht hu c nhanh h n v chnhxc h n, ng i ta dng cc ph ng php vt l nhkhi ph, quang phhng ngoi, phcngh ng tht nhn

1.7.1. Khi ph. Nu ta bn ph phn tca mt h p cht hu c bng mt dng electron c nng l ng

trung bnh (20-70 electron-vn) th cc phn tsb ion ho v ph v thnh nhiu mnh khcnhau, trong c mt smnh l ion d ng. T lkhi l ng ca mi loi ion v i din tch(m/e) chnh l khi l ng ca ion. V dnu ta bn ph phn tnopentan:

C

CH3

CH3H3C

CH3 M+(C5H12)+ M1+(C4H9)+ M2+(C3H5)+ M3+(C2H5)+ M4+(C2H3)+m/e 72 57 41 29 27

Nu cho dng cc ion d ng ny vo mt t tr ng h ng vung gc v i h ng ca t tr ng th cc ion c t lm/e khc nhau nn d i tc dng ca t tr ng sb lch i khih ng banu nhng qu o khc nhau. Tn hiu thayi ny ca cc ion s c mt b phn ghi t ng ghi li v cho ta phkhi l ng ca h p cht cn xcnh m trong mi


35/225

35loi ion s c thhin bng mt pic ring bit c c ng ng v i i l ng m/e. Pic c bnc c ng t ng i l n nht M+ t ngng v i phn t l ng ca phn t. Tuy nhin nhiukhi pic M+ l mt pic c c ng t ng i yu. V dkhi phca nopentan, M+ ng v i phn t l ng ca phn t c c ng t ng i yu, cn M+ ng v i phn t l ng ca butanhytc c ngt ngi l n nht.

M+M1

+

M2+

M3+

M4+

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

25

50

75

100

0

I / I 0 (%)

Phkhi l ng ca nopentan

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400

I / I0(%)

20

40

60

80

100M+ = 72

57(M-CH )3 +

43(M-CHO) +

29(CHO) +

15(CH )3 +

Phkhi l ng ca butanhyt

1.7.2. Quang phh p ph.a. Quang ph in t.Chng ta bit mt s bc x in t nh nh sang th ng, nh sng cc tm, hng

ngoi, tia R ngen, sng rai

xa c s

p.quay p.dao ng

gn gn xaHng ngoi T ngoi

p.electron

Tia XTia

cm-1 10 103 5.103 10 4 106

Tt ccc loi sng trny u c mt tc truyn sng l 3.1010 cm/s v tn s =

c/ trong c l tc truyn sng, l di sng (cm).Khi mt chm tia sngin tg p phi mt vt no th n c thxuyn qua, cng c

thb h p thli phthuc vo tn sca sng v cu to ca vt th. Ta bit r ng, bc x int l mt dng nng l ng, do khi phn th p thbc x in t th n c cung c pthm mt nng l ngE= E1-E0 = h = hc/.


36/225

36 Nng l ngE c phn th p th, c thgy ra sdaong, squay ca cc nguyn

t trong phn thoc b c chuyn electronn mt mc nng l ng cao h n. Tn sbc x m mt phn tnht nh c thh p thu phthuc vo tr ng thi daong hay tr ng thiquay ca cc nguyn tcu to nn phn t.

Vy phca mt h p cht lth cho php xcnh phn no ca bc x in tb h pth (hayi qua) vt th mt tn snht nh. N mang tnh cht c tr ng cho cu to cacht.

b. Quang phhng ngoi.Trong ho hc hu c , phhng ngoi c ngh a r t l n xc nh cu to ca h p

cht.Phn t lun lun daong. Nu daong lm thayi di cc lin k t th ng i ta

ni l daong ho tr , cn nu thayi gc lin k t th ng i ta gi l daong bin

dng.Gis phn t c n nguyn t, vy c 3n bc t do trong 3 bc dngxc nh

chuyn ng tnh tin, 3 bc dngxc nh chuyn ng quay v cn li 3n-6 bc l daong t do (phn t thng hng, c 3n-5 bc daong t do v ch c hai bc chuyn ngquay). V dphn tH2O c n=3 do 3.3-6=3 bc daong tdo.

a b ca,b - dao ng ha tr c - dao ng bin dng

S thayi daong tdo ca phn t c gy c gy ra b i sh p thtrong vnghng ngoi. ch ra v tr h p th trong vng ngoi, c ths dng di sng hay tn s (th ng hay dng tn s c biu th bng n v ssng cm-1)

Ph hng ngoi c gi tr xc nh nhng nguyn t hay nhm nguyn t no c(hoc khng) trong phn t.

Bng tn sh p thca mt snhm trong phhng ngoi.Lin k t Loi h p cht Tn scm-1 C-HC-HC-HC-C

AnkanAnkenAnkinAnken

2850-29603020-30803300-33401640-1680


37/225

37C-CC-OO-H

AnkinAnhyt, xtonAncol

2100-22601690-17603610-3640

1.7.3. Phcng h ng tht nhn (CTN).Ht ca mt snguyn tging nhelectron c spin. Theo tnh ton ca c hc l ng t

th sspin ca ht nhn nguyn tc thphn thnh:I=0 12C, 16O, 28SiI=1/2 1H, 3H, 13C, 19F, 31PI=1 2H, 14 NI=3/2 1B, 35Cl, 37ClI= c nhng gi tr cao h n.V cc ht nhn nguyn t l nhng phn mangin tch nn nhng ht nhn c I0 khi

quay quanh tr c ca n ssinh ra mt mmen t . Cc ht nhn c mmen tI=0 khng c tnhiu cng h ng tnhn. Cc ht nhn c I>1/2 cho cc tn hiu cng h ng tnhn r t phct p nn t sdng. Ch c cc ht nhn c I=1/2 thun tin cho CTN.c bit trong ho hchu, th ng sdng phcng h ng tht nhn ca proton (CTP) v proton c hu ht trongcc h p cht hu c .

Nu t proton trong t tr ng H0, theonh lut c hc l ng tmmen tca protonc thc 2I+1nh h ng, tc l 2.1/2 +1 = 2:

-

Mt nh h ng theo ttr ng H0 (m= +1/2)- Mt ng h ngi l p v i ttr ng H0 (m= -1/2)iu c ngh a l proton trong t tr ng H0 c x p trn 2 mc nng l ng: E1= +

.H0 E2= -H0 Nhvy chuyn h ng i l p v i t tr ng theo h ng v i t tr ng cn phi c

mt nng l ngE= E1-E2 = 2.H0.

Thay = h/4 (trong hng s c tr ng cho mi ht nhn, h l hng sPlng).

C-H C=CCH3

CH2

C-H


38/225

38Ta c: E =hH0/2 (E ch phthuc vo H0)Mt khc theonh lut h p th, scng h ng ch xy ra khi:E = h

Suy ra: h= hH0/2 do = H0/2

l tn sm ti xy ra cng h ng. Nguyn tc hot ng ca mt my CHP nhsau:

My ghi dao ng

My t ghi

B khuych i

B to sng

A M Hp cht AM

Trong thc tc ththu nhn phCHP bng hai cch:

1- C nh ttr ng H0 v lm thayi tn s ca tr ngin t.2- C nh tn s v lm thayi H0 (ph ng php ny th ng hay sdng h n). Nu tt cxy ra n gin nh trnh by trny th tt cmi prton ca cc phn t

ca cc cht hu c u h p th mt H0 nht nh v phcng h ng prton ch c mt vch. Nhng t c mt c ng H0 (c ng hiu dng) th do mt in tch bao quanhcc proton khc nhau nn cn phi tc dng ln mi mt proton mt t tr ng H (c ng tcdng) khc nhau.

Nhvy mt tn s xcnh cc protonu h p th mt c ng hiu dng nh nhau nhng khc nhau vc ngtc dng H. Chnh skhc nhau nay cho php thu nhn ph CHP thnh nhng dy pic h p th c tr ng cho s bao bc ca cc electron xung quanh proton.

PhCHP cho ta thng tin cn thit xcnh cu to ca phn tsauy:1- S l ng cc tn hiu cng h ng ch ra c bao nhiu loi proton khc nhau trong

phn t.

I/I0

H


39/225

39V d: CH3-CH2-Cl CH3CHCl-CH3 CH3-CH2-CH2-Cl

a b a b a a b c(2 tn hiu) (2 tn hiu) (3 tn hiu)

2- V tr tn hiu cng h ng ch ra thng tin v s bao bc ca electron xung quanh proton. V tr ny c nh gi bng khong cch gia tn hiu ca nhng nhm ht nhn ckho st v tn hiu ca cht lm chun. i l ng c gi l chuyn dch ho hc. chuyn dch ho hc c o bng n v phn triu (pt). Cht lm chun th ng chn lttramtylsilan (TMS) v TMS ch c mt vch h p v vch ny xa cc tn hiu cng h ng

prton khc. Hin nay trong ho hc tn ti hai loi thango o chuyn dch ho hc v

lin hv i nhau theo =10 + Trong v dd i y chuyn dch ho hc ca CH3 l 0,9pt; -CH2 l 1,3pt; -CH l

1,5pt c vit nhsau: phCHP,, pt. 0,9(CH3); 1,3(CH2); 1,5(CH).

3- C ng (din tch ca pic) ch ra s l ng ca proton mi loi trong phn t.

Th ng c ng ny c ch ra trn phCHP bng ng bc thang v mi bc ca n t l v i din tch ca tn hiu.V dtrong phCHP ca p-tecbutyltoluen sauy c sl ng protona l 9 t ng ng v i 18mm, proton b l 3 t ng ng v i 6mm, proton c l 4 t ng ng v i8mm.

CHCH2

CH3

TMS

1234 0


40/225

404- Sphn chia tn hiu thnh cc vch ch ranh h ng ca cc proton xung quanhn

proton kho st do s t ng tc spin-spin. V d trong phCHP ca etylbrmua tn hiu cngh ng ca nhm CH3 l 3 vch, cn ca CH2 l 4 vch.

Xt nhm CH3 ta thy proton ca n b nh h ng b i nhm CH2. Trong t tr ng

proton CH2 c th nh h ng:

-1/2 + (-1/2) = -1

-1/2 +1/2 -1/2 +1/2 = 0

+1/2 +1/2 = 1H0 Donh h ng ca proton CH2 nh trn nn proton nhm CH3 b phn thnh 3 vch theo

tl1:2:1.

Xt proton CH2 ta thy n b nh h ng ca nhm CH3. Trong t tr ng ca CH3 n cth nh h ng:

H 0

Donh h ng ca nhm CH3 nn proton ca nhm CH2 b phn thnh 4 vch theo t l

1:3:3:1.Khong cch gia cc vch k nhau ca mt t p h p c o bng Hz gi l hng s t ng tc spin-spin J. Hng snyc tr ng cho s t ng tc gia cc nhm nguyn t trong phCHP.


41/225

411.8. PHN LOI CC PH N NG TRONG HO HC H U C.Cc phnng hu c phn loi bng nhiu cch khc nhau: theo tin trnh phnng, theo

ph ng thc s p x p li lin k t v theo scc phn t tham gia vo b c quyt nh tc phnng.

1.8.1. Theo tin trnh phnng.a. Cc phnng cng h p (k hiu l A tchaddition tc l cng h p).V d:

C C + Br Br C

Br

C

Br

R NH 2 H+ R NH 3

++

b. Cc phnng tch loi (k hiu l E tchElimination tc l tch)

V d:

C

H

C

OH

C C + H2O

c. Cc phnng th(k hiu l S tchSubstitution tc l th).V d:

R X Y - R Y X -+ +

R H Cl Cl R Cl HCl+ +

1.8.2. Theo ph ng thc s p x p li lin k t.a. Cc phnng gc.y l loi phn ng m trong mt sgiaion ca phn ng xut hin nhng

sn phm (hay sn phm trung gian) c mt in tkhng lin k t. Th ng cc gc tdo cto thnh do sphn ct ng ly.

V d:

A B A. + B.

Cl Cl 2Cl .

RO OR 2RO.

b. Cc phnng phn cc hay phnng ion.Trong nhng phnng ny cc lin k t c tch ra hay to thnh bng mt cch bt i

xng, tc l c p lin k t c mt bn gi li hoc do mt bn ca lin k t mang. Th ngc p lin k t in t c to thnh do sphn ct d ly.


42/225

42V d:

A+ B-+A B

H Cl H + Cl -+

Ta phn bit nhng phn ng i nhn N (Nucleophin) v nhng phn ng iin tE

(Electronphin). Theo quinh bao gi cng cn cvo tc nhn phnng (reagent)xcnhxem mt phn ng l i nhn hay iin t. Nhng cng ging nhphn ng xi ho- khinhn v iin t l hai mt ca mt qu trnh gn b v i nhau cho nn nhiu khi gi mt cut tham gia phn ng l tc nhn hay l h p cht (substrat) ch l iu kin tu . Th ng thcht c cu trc t phc t p l tc nhn, cn cht c cu trc phc t p l cht nn. V d trong phnng cng triankylamin v i boriflorua th triankylamin l tc nhn i nhn cn borifloruatc nhn iin t.

NR R

R

B F

F

Fi nhn

i in t

NR R

R

B F

F

F

Cc tc nhn i nhn th ng l:- Cc ion cin tch m, cc h p cht c c p in t tdo, cc h p cht c lin k t bi

hoc cc h p cht th m.Cc tc nhn iin tth ng l:- Cc ion cin tch d ng, cc h p cht c v in tcha hon chnh (Axit Liut), cc

h p cht axtylen, cc h p cht c nhm cacbnyl, cc halogen.1.8.3 Theo scc phn ttham gia b c quyt nh tc phnng.1, Cc phnng n phn t 2, Cc phnng l ng phn t 3, Cc phnng c sphn tcao h n


43/225

43CU HI N TP V BI TP CH NG 1

1.1. Bn cht vc im lin k t cng ha tr .1.2.nh ngh a hin t ngng phn l p th, phn loi ng phn l p th 1.3.iu kin cn v c ng phn hnh hc. Cch gi tn ccng phn hnh hc.1.4.iu kin cn v cng phn quang hc. Cch gi tn ccng phn quang hc.1.5. Bn cht vc im ca hiung cmng v hiung lin h p.1.6. Vit cng thc ccng phn hnh hc c thc v gi tn ccng phn,ng v i cccng thc cu to sau:

CH3 CH CH2 Cl CH CH Br

CH3 CH CH C2H5 CH3 CHCH3

CH CCH3

C2H5

a.

b.

c.

d.

1.7. Trong cc h p cht sau, h p cht no c tnh quang hot.

CH3 CH CH3OH

CH3 CCl

HCH2 CH3 CH3 CH

CH3CH

Br CH3

CH3 CHCH3

COH

CH3

CH2 CH2 CH3CH3 CH

CH2 CH2 CH3

CH2 CH2 CH3

a. b. c.

d. e.

1.8. Vit cng thc ccng phn l p thca cc h p cht sauy v cho bit loi ng phn.

CH3 CH CH CH CH CH3 CH2 CH CH2 CH2 CH CH2

CH3 CH CH CH3Br Br

C6H5 N N C6H5 CH3 CH CH CHCH3

COOH

a. b.

c. d. e.

1.9. Trong cc h p cht sau, h p cht no c hiung lin h p.

CH2 CH CH CH2CH3 CH C CH2

CH3 CH CH CH O

CH3 C NH2O

CH2 CH CH2 CH CH2a. b.

c. d. e.

1.10. S p x p cc h p cht sau theo thttng dn tnh axit.

ClCH2CH2COOH, FCH2CH2COOH, BrCH2CH2COOH

NO2 COOH, COOH, COOHCH3O

a.

b.


44/225

44TI LIU THAM KHO CA BI TP CH NG 1

[1]. Chu Phm Ngc S n, Nguyn H u Tnh, Nguyn Huy Ngc, L Khc Tch, Bi t pha h c h u c .[2].Ng th Thun, Bi t p ha h c h u c (2008), Nxb. Khoa hc v K thut, H Ni.[3]. Thi Don T nh, Bi t p c s l thuy t ha h u c (2005), Nxb. Khoa hc v K thut,H Ni.[4]. Thi Don T nh, Bi t p c s ha h c h u c (2005), Nxb. Khoa hc v K thut, H Ni. [5].Nguyn thBch Tuyt (1995),Gio trnh ha h u c , Hu.


45/225

45Ch ng 2

HYRCACBON NO(ANKAN)

Cc h p cht hu c ch c cha 2 nguyn thyr v cacbon c gi l hyrcacbon.Da vo scu to khc nhau, cc hyrcacbon c chia lm hai loi chnh: h p cht khngth m v h p cht th m. Cc h p cht khng th m c chia thnh ankan, anken, ankin v cch p cht mch vng t ngng ca chng (xyclankan, xyclanken, xiclankin).

2.1. Dyngng,ng phn.H p cht n gin nht ca ankan l CH4. N c cu to tdin (nguyn t cacbon c

ocbitan lai to sp3, gc lin k t l 109028, di lin k t l 1,09 A0).Cc h p cht ti p theo l tan, prpan, butangi l cc h p cht ngng ca ankan:CH4, CH3-CH3, CH3-CH2-CH3, CH3-CH2-CH2-CH3

Dy h p cht m trong thnh phn phn tca h p cht ti p theo khc v i thnh phn phn tca h p cht tr c mt n v cu to nht nh gi l dyng ng. Cc h p chtca dy gi l cht ngng.

Nhvy cc h p cht ankan to thnh dyng ng ankan m trong hai h p cht k nhau khc nhau b i mt n v cu to l CH2. T ta suy ra cng thc tng qut ca ankanl: CnH2n+2.

Cng v i s tng ln ca s l ng nguyn tcacbon trong phn tslm tng s l ng

nhng khnng phn bkhc nhau ca cc nguyn t cacbon dn n s to thnh ccng phn khc nhau.

V d: pentan c 3ng phn, hecxan c 5ng phn, heptan c 9ng phn,kan c75ng phn, kzan (C20H42) c 366.319ng phn.

Pentan (C5H12)

C C C C C C C C C

C

C

C

C

C

C

n-pentan izpentan neopentan 2.2. Danh php

Cc hyrcacbon c gi tn thao cc danh php nh trnh by phn i c ng(1.1.5).

2.3. Tnh cht vt l.Lc lin k t phn tgm 2 loi: lc tc dng l ng cc v lc Van-ec-van.


46/225

46Lc tc dng l ng cc c gy ra b i sht nhau ca u mangin tch d ng ca

phn tphn cc ny v i u m ca phn tkia. (v dnhtrong phn tHCl).

+ -

- + Trong tr ng h p h p cht khng phn cc, sphn bca in tch li xng (v d

CH4) do tng cc mmen phn cc bng 0. Nhng mt khcin tch lun lun chuynng, v vy mt th i im xcnh no sphn bca chng thayi do lm xuthin mt sphn cc nh. Chnh sphn cc tc th i ny lmnh h ng n sphn bcacc in t trong phn tCH4 khc. K t qulm phn tphn cc cmng. Sphn cc nyto ra lc lin k t cc phn t li v i nhau. Lc chnh l lc Van-ec-van. Lc ny c hiulc trong mt khong cch ngn v ch gia cc phn t ti p xc v i nhau, tc l gia cc b mt ca cc phn t. V vy phn tcng l n, tc l bmt ca cc phn tcng l n th lc

cng mnh. Thc nghim chng minh r ng, nhit si v nhit nng chy ca ankantng theo chiu tng ca snguyn tcacbon c trong phn t.

Bng tnh cht vt l ca mt sankan.

Nu biu din sphthuc cunhit nng chy ca cc hyrcacbon no mch thngvo snguyn tcacbon c trong phn tth ta sthu c th hnh r ng ca.

H p cht Cng thc phn t t0nc t0s dg/ml

MtantanPrpann-butann-pentann-hecxann-heptann-octann-nonann-kan

CH4CH3CH3 CH

3CH

2CH

3

CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)4CH3 CH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)6CH3 CH3(CH2)7CH3 CH3(CH2)8CH3

-183-172-187-138-135-95-90-57-54-31

-162-88,5-420366989126151174

0,6250,6590,6840,7030,7180,730


47/225

47

Theo quy tc kinh nghim, tr mt sankan th p nu mch ca phn t tng thm mtnguyn tcacbon th nhit si ca ankan tng ln 20-300C.

Trn thc t4 ankanu l nhng cht kh, 13 ankan ti p theo (tC5 n C17) l chtlng, tankan C18 tr i l cht r n.

Ankan khng phn cc nn tan tt trong dung mi khng phn cc.Ttr ng ca cc ankan tng ln khi phn tl ng tng nhng khng qu 0, 8 g/ml.iu

c ngh a l ankan nhh n n c.2.4. CC PH NG PHPIU CH.Th ng cc ph ng phpiu chcc h p cht hu c c chia lm 2 loi: ph ng

php cng nghi p v ph ng php phng th nghim. Hai ph ng php ny c nhng imkhc nhau sauy:

Ph ng php cng nghi p th ng thu nhn mt khi l ng h p cht l n v i gi th ptrong khi phng th nghim cn tng h p mt vi tr m gam, mt vi gam hoc t h n, khng

quan tmn gi cv th i gian cn thit tng h p.Ph ng php cng nghi p s dng cc h p cht khng ch dng tinh khit m cdng

hn h p nhiu cht, cn trong phng th nghim lun luni hi phi dng tinh khit.Ph ng php cng nghi p th ng chn cch thu nhn h p cht sao cho thun l i vvic

vn dng cc dy chuyn cng nghv thit b. V vy th ng ph ng php cng nghi p ch c ngh a v i cch thu nhn mt h p cht nht nh. Tri li ph ng php phng th nghim quantmn vic sdng cho cmt lot h p cht cng loi v i nhau.

2.4.1. Ph ng php cng nghi p.a. Ngun thu nhn chnh ca ankan l du mv kh thin nhin. S thi r a hng triu

nm ca cc tng a cht chuyn ho cc h p cht hu c phc t p ca ng thc vt thnhhn h p ankan c thnh phn t 1 n 30, 40 nguyn t cacbon. Th ng kh thin nhin ch cha nhng ankan nh(c phn t l ng nh) chyu l CH4. Du m c thnh phn ankan phc t p h n. Bng ph ng php chng ct du m, ng i ta tch cc loi ankan ra khi nhau, c ng dng r ng ri trong i sng, cng nghi p. Cc ankan l cht kh c sdng lm

-200

-150

-100

-50

0

50

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19

S nguyn t C

N h i t n

n g c

h y


48/225

48nhin liu t. Cc ankan l cht lng c sdng lm nhin liu chong c dt trong, ccankan cao h n dng du (luille) dng bi tr n. Cc ankan r n nhparafin dng lm nn

C Hn 2n+2cracking C Hm 2m+2 C Hn-m 2(n-m)+

b. Ph ng php tng h p txyt cacbon CO.

Cho hn h p xyt cacbon v i hyr nhit 2500

C v p sut th ng i qua xc tckim loi hay Co.

COn (2n-1)H 2 C Hn 2n-2 nH2O+ + 2.4.2. Ph ng php phng th nghim.a. Tng h p mtan tcacbua nhm.

Al4C3 12 H2O Al(OH) 3 CH4+ +4 3 Tsunfua cacbon

CS2 CH4 Cu2S+ H2S2 + Cu8 + 4 Taxtat natri (ph ng php kim nng chy)

CH3COONa NaOH CH4 Na 2CO3+ + b. Tng h p tan: phnng Vuyc.

CH3Cl CH3CH 32 + Na2 NaCl2+ Phn ng Knbe:in phn mui axtat. Ti ant anion CH3COO- b phngin tch

thnh raical CH3COO. v b phn huthnh CO2 v tan.

CH3COO. CH3CH3 CO22 + c. Tng h p cc ankan cao h n.Khho cc dn xut ankylhalogenua.

RX + Mg RMgXH2O RH ( RMgX l tc nhn Grinha)

CH3CH3CHBrCH 3Mg CH3CH2CHMgBrCH 3

H2O CH3CH2CH2CH3sec-butylbrmua n-butan

Khbng kim loi trong mi tr ng axt.

CH 3CH2CHBrCH 3Zn/H + CH3CH2CH2CH3

RX + Zn + H RH + Zn+2 + X-+

Khbng axt iic nhit cao.

RX + 2HICH 3CH 2CH 2CH 2CH 2Cl + 2HI CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3 + HX + I2

RH + HX + I2


49/225

49d. Hyr ho anken.

C H C Hn 2n 2n+2nH2/Ni

Trong tt ccc ph ng php trny, ph ng php hyr ho cc anken c ngh a

nht v: phn ng tin hnh n gin (khuy tr n mt anken v i hyr mt p sut va phiv mt l ng xc tc nh, ta s thu c mt ankan c khung cacbon ging nh anken banu). Mt khc ngun nguyn liu anken r , dthu nhn bng nhiu ph ng php khc nhau.

Khho cc ankylhalogenua bng tc nhn Grinha l phn ng thtr c ti p nguyn t halogen bng hyr. Ankan thu c cng gi nguyn khung cacbon banu. y cng l ph ng php c ngh a thc t l n v cc alkylhalogenua ddng thu nhn t cc h p chtkhc. Tuy nhin trong tr ng h p yu cu iu chmt cht no m c thsdng c c 2 ph ng php th nn chn ph ng php hyr ho anken v n n gin h n v c hiu sut phnng cao h n. Phnng Vuyc ch c ngh a dng iu chcc ankani xng.

V d:

CH3CH2Br CH3CH2CH2CH3 Na2

CH3Br CH3CH3 Na2

Trong tr ng h p dng iu chcacbon bt i xng th phnng Vuyc t c ngh a

v to thnh mt hn h p sn phm do lm tng thm khi l ng cht banu v lm phct p qu trnh tch sn phm.

V d:

+ 2Na + + NaR 1X R 2X R 1 R 2

R 2X2 R 2 R 2

2 R 1X R 1 R 1 (sn phm ph)(sn phm ph)

C chca phn ng Vuyc chon nay vn cha c chng minh nhng trong c

hai giaion c bn l:

RX + 2Na RNa + NaXRNa + RX R-R + NaX

2.5. TNH CHT HO HC.

Ankan tr c y gi l parafin (tch latinh parumaffinis tc l i lc ho hc yu) ni ln r ng khnng phnng ca chng yu. Ankan khng c khnng k t h p v i hyr nn c gi l hyrcacbon no. Ankan khng phn ng tr c ti p v i clo, brm iu kin th ng,ch b oxy ho b i cc tc nhn oxy ha mnh nhit cao nhKMnO4.

Cc phnng ca ankan.1- Phnng halogen ha.


50/225

50

R C H X 2+ R C X HX+t0 C

3- Phnng v i iazmtan v kten.

R C H +

CH2 N2iazmtanCH2=C=O

kten

asR C CH 2 H + (N2 hay CO)

3- Phnngt chy.

CO2O2+C Hn 2n+2 3n+11 nH2O(n+1)+

4- Phnng cr cking.


5- Phnng sunfnic ho:

R C H HO SO 3H+ R C SO 3H H2O+

6- Phnng sunfclo ho:

R C H SO 2 Cl 2 R C SO 2Cl HCl+ ++

7- Phnng nitr ho:

+R C NO 2 H2O+R C H HO NO 2

2.5.1. Phnng halogen ho.a. Tr c ht ta nghin cu phnng clo ho mtan.Hn h p kh mtan v clo d i tc dng ca nh sng hoc nhit (250-4000C) th

chng stc dng mnh lit v i nhau to thnh phn tmtylclorua. Mtylclorua c thti p tctham gia phnng clo ho to thnh mtylenclorua. Phnng c thti p tc xy ra v to thnhtriclomtan (clorofoc) hoc ttraclomtan (cacbon ttraclorua).

CH 4 CH 3Cl CH 2Cl2 CHCl 3 CCl 4Cl 2 Cl2 Cl2 Cl 2as as as as V vy hiu r phnng ta phi lm sng tmy vn sau:Mtan v clo khng tc dng v i nhau trong bng ti nhit th ng. Phn ng d

dng xy ra trong bng ti nhit 2500C hoc nhit th ng khi c chiu sng. Nu phn ng c kh i mo bng nh sng th c hng ngn phn tmtylclorua c to thnh


51/225

51khi phn ng h p thmt phton nh sng. Khi c mt l ng nhoxy slm gim tc phnngi mt th i gian. Th i gian ny phthuc vo l ng oxy c trong phnng.

gii thch ph h p v i cc vn t ra trny, ng i ta ngh mt c ch tng qut cho phnng clo ho mtan nhsau:

Cl2 t C0 Cl.2CH4 Cl

.+ HClCH3

.+

Cl.

CH3.

Cl2+ CH3Cl +

tip theo (2), (3), (2), (3)... Qu trnh vit phnng ho hc theo tng giaion xy ra gi l c chphnng. Loi

c chtrny gi l c chgc.giaion (1) xy ra sph v phn tclo thnh cc gc t do cn mt nng l ngph v lin k t. Nng l ng c cung c p bng s un nng hocchiu sng. Gc tdo Cl. cng ging nhcc gc tdo khc c khnng phn ng r t mnh vdo n tm cch k t h p v i mt electronlmy l p 8in tca mnh. t c iu gc Cl. cn phi va chm v i cc nguyn thoc cc phn tkhc. Sva chm v i cc gctdo Cl. khc c xc sut r t nhv r ng nng ca chng to thnh mt th i im bt k r t t. Sva chm v i phn tclo ch dn n s thayi mt gc tdo ny bng mt gc tdokhc m thi.

Cl.

Cl.

Cl Cl Cl Cl+ +

V vy ch c sva chm v i phn tmtan m i dn n vic to thnh mt gc tdom i (giaion 2).Gc mtyl CH3. m i sinh ra cng t ng tnhgc clo tr c y tm cch lmy l p 8

in tca mnh bng sva chm v i cc phn thoc nguyn tkhc. Sva chm cng ch c ngh a v i phn tclo v m i to thnh mtylclorua v Cl. (giaion 3). Gc tdo clo m i sinhra ny li tham gia vo phn ng (2), ti p theo l phn ng (3). Qu trnh ny c l p i l pli nhiu ln to thnh nhiu phn tmtylclorua.

Tuy nhin cc phn ttrny xy ra khng phi l v nh cu v r ng tuy sva chm cacc gc tdo v i nhau r t t nhng vn c thxy ra v do dn n smt i cc gc tdo:

Cl.

Cl. Cl Cl+

CH3.

+ CH3 CH3.

CH3

Cl.

+CH3.

CH3 Cl

Nu trong phnng c mt oxy th:


52/225

52

CH3.

O2+ CH3OO.

Gc tdo CH3OO. C khnng phn ng th p h n nhiu so v i gc CH3. nn lm cho

tc phn ng chm li. H p cht c khnng lm cho phn ng b chm li hoc lm dng phn ng ngay ckhi v i mt l ng r t nhgi l cht c ch. Trong v dtrny oxy l cht

c chCH3OO. l gcc ch.iu cui cng chng ta cn phi gii thch l ti sao thu c mt hn h p nhiu sn

phm v c thkhng chphn ng thu c mt sn phm duy nht l mtylclorua haykhng?

th i gianu ca phn ng, mtan tc dng v i clo to thnh mtylclorua (I). Theoth i gian khi l ng mtan b t dn v mtylclorua tng ln do mtylclorua stham gia cnhtranh v i mtan trong phnng clo ho. Khi nngca mtylclorua l n h n nngmtan th

clo stc dng nhiu h n v i mtylclorua, II tr thnh chyu. T ng tnhvy sxy ra cc phnng III, IV. V vy sn phm ca phnng l mt hn h p 4 dn xut ankylhalogenua. Cthkhng ch phn ng ch to ra mt sn phm chyu l mtylclorua bng cch cho d mtan. Trong tr ng h p ny l ng mtan lun lun nhiu h n mtylclorua v do shn ch c phnng II.

b. Phnng dy chuyn.Phn ng gia mtan v clo trny ng i ta gi l phn ng dy chuyn tc l phn

ng xy ra qua nhiu giaion m trong giaion ny lm sinh ra nhng trung tm c kh nng phn ng mnh gy ra phn ng ca giaion ti p theo.y cng l phn ng ctr ng cho cc h p cht ankan ni chung.

X.

RH R .

+ + HXR

.X2+ RX + X

.

R .

+

X .X . + X2X

.R

.+ RX

R . R-R

tip theo (1), (2), (3)...

(2)(3)

Giai on phttrin mch

Giai ontt mch

(4)(5)

(6)

X2250-400 C0

2X.

(1)Giai on to gc

Trn gin nng l ng ca phn ng clo ho mtan ta nhn thy r ng E2, E3 c ngh a

l trong hai phn ng pht trin mch, phn ng (2) xy ra chm h n nhiu so v i (3) do phnng (2) c tnh cht quyt nh tc phnng.


53/225


54/225

54n-butylcloruaizbutylclorua=

s hyr bc Is hyr bc II

kh nng phn ng hyro bc Ikh nng phn ng hyro bc II

= 641,03,8= =

28%72%

615,2

Khnng tham gia phnng ca hyr v i brm xy ra theo tlhyr bc I : hyr bc II : hyr bc III = 1600 : 82 : 1

S d khnng tham gia phn ng ca cc loi hyr trong phn ng halogen hothayi nh trn l v donh h ng ca hiu ng +I ca cc nhm ankyl nn dn n bnca cc raical bin i nhsau:

CH3 C

CH3

CH3

. CH3 C

CH3

H

. CH3 C

H

H

. H C

H

H

.

c. Sxut hin nguyn tcacbon bt i xng.Trong phn ng clo ho n-butan c sn phm thu c sec-butylclorua c nguyn tC2

bt i, nhng thc nghim chng minh r ng sec-butylclorua l mt h p cht khng quang hot.iu c gii thch r ng giaion (2) gc Cl. tchi mt nguyn thyr bc II to thnhsec-butylclorua. Nguyn tcacbon trong gc tdo c ocbitan lai to sp2. Giaion ti p theo to thnh lin k t C-Cl clo c thtn cng cthai pha ca mt phng cha ocbitan lai to sp2.V xc sut tn cng vo hai pha ca mt phng nh nhau nn to thnh mt s l ng bngnhau cc sn phm quay phi v quay tri, do gc quay ca nh sng phn cc trit tiu ln

nhau nn hn h p sn phm thu c khng quang hot. Ng i ta gi hn h p ny l bin th Raxmic.

H3C

C2H5

HCl2

a

b

CH3

C2H5

HCl

HCl

H3C

C2H5

CH3

C2H5

ClHCl H

CH3

C2H5

Vy hn h p Raxmic tc l hn h p mt s l ng bng nhau ca ng phn quang hcquay phi v quay tri. Phnng to thnh hn h p Raxmic gi l phnng Raxmic ho.

2.5.2. Mtylen ho.Mtylen c to thnh trong phn ng phn tch cc h p cht iazmtan hoc xten

d i tc dng ca nhit:


55/225

55

t C0CH2 C O CH2 CO+

t C0CH2 N+ N - CH2 N2+

Mtylen c tnh hot ng ho hc mnh v do tham gia phnng mtylen ho:

CH3CH2CH2CH2CH2CH3

CH3CH2CH2CH(CH 3)2

CH3CH2CHCH 2CH3

CH3

CH3CH2CH2CH2CH3CH2 N2

t C0

n-hecxan

2-mtylpentan3-mtylpentan

CH3CH2CH2CH3CH2 C O

t C0CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCH 3

CH3

+

2.5.3. Phnngt chy.Phn ng ankan v i xy to thnh CO2 v n c cng v i sgii phng mt nng l ng

l n th ng c sdng thu nng l ng. Chon nay c chca phn ng ny cha cchng minh nhng chc chn r ng y l phn ng dy chuyn c chgc. Mt trong nhngng dng r t quan tr ng ca phn ng ny l dng nhit t chy cc hyrcacbonchy ccng c t trong. Vic sdng ccng c p sut cao c ngh a r t l n nhng lm xuthin mt kh khn: nhin liu trong xylanh th ng tn nhng th i im cha cn thit nnlm gim sc my.khc phc iu ny ng i ta khc phc bng hai ph ng php:

1- Chn nhng hyrcacbon thch h p lm nhin liu ng c .

2- Cho thm h p cht ttramtyl ch vo nhin liu.Theo ph ng php th nht ng i ta phn loi r ng hyrcacbon tt nht lm

nhin liu ng c l h p cht izoctan.CH3C(CH3)2CH2CH(CH3)2

2,2,4-trimtylpentan (izoctan) Ng i ta quynh izoctan c ch soctan l 100. H p cht c ch soctan km nht l

n-heptan (bng 0). Ch s octan ca nhin liu tng ln r t mnh khi cho thm mt l ngttratyl ch.


56/225

56CU HI N TP V BI TP CH NG 2

2.1. Gi tn ankan theo danh php thng th ng v danh php IUPAC.2.2. Cc ph ng phpiu chankan.2.3. Nhng tnh cht ha hc quan tr ng ca ankan.2.4. Vit ph ng trnh phnngiu chcc ankan sauy:

a. n-Butan b. iz-pentan

2.5. Khi Clo ha cc ankan sauy trongiu kin c nh sng xc tc sthu c nhng dnxut mono Clo g?

a. n-Propan b. Iz-butan

Tnh hiu sut cc sn phm trong mi tr ng h p, gi s kh nng phn ng ca cc

nguyn thiro cacbon bc I, bc II, bc III t ngng v i: 1:3:52.6. Gi tn theo danh php quc tcc h p cht sauy:

CH3 CH2 CHC2H5

CHCH3

CH2 CH3 CH3 CH2 CHCH3

CHC2H5

CH3

CH3 CCH3

CH3

CH2 CHCH CH3CH2CH3

CH2 CHCH3

CH2 CH3 CH3 CH2 CC2H5

CH2 CH3C2H5

a. b.

c. d.

2.7. Cho bit cc sn phm ph trong phn ng iu chn-pentan t n-propyl ioua v etylioua theo ph ng php tng h p WURTZ (Vuyc).

TI LIU THAM KHO CA BI TP CH NG 2[1]. Chu Phm Ngc S n, Nguyn H u Tnh, Nguyn Huy Ngc, L Khc Tch, Bi t pha h c h u c .[2].Ng th Thun, Bi t p ha h c h u c (2008), Nxb. Khoa hc v K thut, H Ni.

[3]. Thi Don T nh, Bi t p c s l thuy t ha h u c (2005), Nxb. Khoa hc v K thut,H Ni.[4]. Thi Don T nh, Bi t p c s ha h c h u c (2005), Nxb. Khoa hc v K thut, H Ni. [5].Nguyn thBch Tuyt (1995),Gio trnh ha h u c , Hu.


57/225

57Ch ng 3ANKEN

Anken l loi hyrcacbon c s l ng nguyn t hyr trong phn t t h n trongankan t ng ng l hai nguyn t. V n c khnng cng h p v i hyr nn c gi lhyrcacbon cha no. Cng thc tng qut ca anken l CnH2n.

3.1. CU TO V NG PHN CA ANKEN.3.1.1. Cu to.Cu to n gin nht ca dy anken l tylen C2H4, trong phn t tylen 2 nguyn t

cacbonu c ocbitan lai tol sp2. Cc ocbitan lai to ny xen phv i ocbitan s ca hyr vov i nhau to thnh 5 lin k t nm trong mt mt phng. Mi nguyn t cacbon cn li mt

in t tdo xen phv i nhau to thnh lin k t (2 m myin tnm pha trn v pha

d i ca mt phng cha lin k t ).

C CH

H

H

H

H

H

H

H

C 1,34A C0

1,09A0

117,5 0

1210 H p cht ti p theo l prpen C3H6 c cu to l CH3-CH=CH2.Ti p theo l butylen c mt scu to:

CH3CH2 CH CH 2 CH 3 CH CH CH 3 CH3 C CH 2

CH3buten-1 buten-2 izbuten

H p cht buten-2 c thvit d i 2 dngng phn hnh hc:

C CHH

CH3H3C

C CH

H CH3

H3Ccis-buten-2 trans-buten-2

3.1.2.ng phn hnh hc.ng phn hnh hc l loi ng phn xut hin do scn tr quay tdo ca cc nguyn

t xung quanh lin k t i C=C. Ng i ta k hiu ccng phn c hai nhm thhoc hai

nguyn tging nhau nm vcng mt pha cu mt phng l ng phn cis, nu nm khc pha lng phn trans.

Tt nhin s cn tr quay xung quanh lin k t i i v i cc nguyn t cacbon caanken no cng c thnhng ng phn hnh hc ch xut hin khi no cc nhm th ccnguyn tcacbon ni i khc nhau.


58/225

58V d:

C CHH

H3C HC C

H

H H

C2H5

CH3C C

H

H CH3

Khng cng phn hnh hc

C CH H

ClCl

C CH

H

Cl

Clcis-icloten trans-icloten

c im ca ccng phn hnh hc l chng c cc tnh cht vt l khc nhau, c cctnh cht ho hc t ng tnhau v cng mt loi h p cht nhng mc tham gia cc phnngho hc ca chng khc nhau v c cu to hnh hc khc nhau.

3.2. CCH GI TN.

3.2.1. Danh php thng th ng.Ging nhankan, cc h p cht anken n gin nhiu khi c gi bng cc tn gi thng

th ng nh: tylen, prpylen, butylenH p cht butylen phn bit nhau b i cc tin t ,iz-. Ccng phn hnh hc nh ni trn phn bit nhau bng cis hoc trans. Nhng cchgi ny b hn chkhi dnggi tn cc anken phc t p.

3.2.2. Danh php IUPAC.1- Mch chnh c chn l mch di nht c cha ni i cacbon-cacbon. H p cht cn

gi c xem nh l dn xut cumch chnh m cc nguyn thyr c thay thbngcc nhm thkhc nhau. Tn gi ca mch chnh (ten, prpen, buten, penten) c tothnh bng cchi ui an ca ankan t ngng thnhui en.

2- nh smch chnh sao cho v tr ni i l nh nht (ly s u ca nguyn t cacbon ni i).

3- Gi tn cc nhm thcng v i cc ch ca n tr c tn gi ca mch chnh.V d:

CH3 C

CH3

CH3

CH CH 2 C H3 CH

CH3

CH CH CH 3

3,3-imtylbuten-1 4-mtylpenten-2

3.2.3. Tnh cht vt l.T ng tnh ankan, anken khng ho tan hoc r t t ho tan trong n c nhng tan tt

trong cc dung mi khng phn cc nhbenzen, te, CCl4Chng c t tr ng nhh n n c.


59/225

59 Nhit si ca cc anken t ng tnhankan, ctng thm mt nguyn tcacbon trong mchth nhit si tng ln 20-300C.

Bng mt stnh cht vt l ca anken.Tn gi Cng thc T0C Tnc0C DtylenPrpylenButen-1Penten-1Hexen-1Hepten-1Octen-1 Nonen-1

ken-1

CH2=CH2 CH2=CH-CH3 CH2=CHCH2CH3 CH2=CH(CH2)2CH3CH2=CH(CH2)3CH3CH2=CH(CH2)4CH3CH2=CH(CH2)5CH3CH2=CH(CH2)6CH3

CH2=CH(CH2)7CH3

-102-48-6,53063,593132,5146

171

-169-185

-138-119-104

-87

0,6480,6750,6980,7160,731

0,743 Nu ankan hon ton khng phn cc th anken tu thuc vo cu to hnh hc ca n c

thphn cc.

H H

Cl Cl

C C

= 0

C CH

HCl

Cl

0

3.4. CC PH NG PHPIU CH.3.4.1. Ph ng php cng nghi p.Trong cng nghi p anken c iu chbng ph ng php cr cking du m.


Cc anken c snguyn tcacbon nhh n 5 c ththu nhn c d i dng tinh khit bng cch chng ct phnon.

3.4.2. Ph ng php tng h p.

1- Tch loi ankylhalogenua.

C C

H X

KOH/ancolC C

CH3CH2CH2CH2Cl

KOH/ancolCH3CH2CH CH 2


60/225

60

CH3CH2CHCH 3

Cl

KOH/ancol CH3CH2CH CH 2 CH3CH CHCH 3+

2- hyrat ancol.

C

H

C

OH

H2SO4( )C C H2O+

CH3CH2CH2CH2OHH+ CH3CH CHCH 3 CH3CH2CH CH 2+

CH2 CH2

OH OH

H2SO4( ) CH2 CH2 H2O+

3. Tch loi alkylihalogenua.

C C

X X

Zn C C ZnX 2++

V d:CH3CH CHCH 3

Br Br

Zn CH3CH CH CH 3 ZnBr 2+

4. Khho cc ankin.

R C C R

C CH H

R R

C CH

H

R

R

sn phm cis

sn phm trans

H2/Ni(Pd, Pt)

Na (Li)/NH 3

Trong cc ph ng php trny 2 ph ng php quan tr ng nht l tch loiankylhalogenua vhyrat ancol. Tt nhin c2 ph ng phpu c mt hn chl n l hydrc thb tch c2 nguyn tcacbon cnh cacbon mang nhm halogen nn sn phm ca phnng khng tinh khit.

3.4.3. Phnng tch loi.a. Phnng tch loi n phn tE1.Trong phnng E1 tc phnng c quyt nh b c to thnh cacbcation.

H C C X X - H C C ++ C C HX+

V d:


61/225

61

(CH 3)2C CH 3

OH

H+ CH3 C+ CH3

CH3

+ (CH 3)2C

Date post:	08-Apr-2018
Category:	Documents
Upload:	catien
View:	222 times
Download:	0 times

Co So HHC-Dao Hung Cuong

Documents