Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ - Hóa 11 chương trình mới

Tác giả Hoàng Uyên 10:13 06/12/2023 29,958 Tag Lớp 11

Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ là một phần học quan trọng bên cạnh phần hóa học vô cơ. Hóa học hữu cơ luôn hiện hữu bên cạnh chúng ta, cấu tạo nên tế bào, sinh vật. Trong bài viết này, VUIHOC sẽ giúp các bạn hiểu thêm về hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ tính chất, phân loại, nhóm chức, ứng dụng cùng với một số bài tập để nắm chắc kiến thức!

Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ - Hóa 11 chương trình mới

Mục lục bài viết

Mục lục bài viết x

1. Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

Hợp chất của carbon được biết đến chủ yếu là những hợp chất hữu cơ (trừ một số các hợp chất như carbon monoxide, carbon dioxide, muối carbonate, cyanide, carbide,...).

Các hợp chất của nguyên tố carbon với các nguyên tố hóa học khác có trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học đã tạo nên được hàng chục triệu các hợp chất hữu cơ ngày nay. Số lượng các chất hữu cơ mới vẫn đang tiếp tục tăng lên từng ngày.

Hoá học hữu cơ được biết tới là ngành khoa học chuyên nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ

a, Eugenol có trong b, Limonene có trong c, Tinh bột có trong gạo, khoai

cây hương nhu vỏ quýt, cam, chanh

EM CÓ BIẾT: Lịch sử sự phát triển của hoá học hữu cơ

Từ thời xa xưa, người ta đã biết đến và sử dụng một số loại chất hữu cơ tồn tại ở trong đời sống ví dụ như giấm ăn, rượu uống, một số chất màu hữu cơ,... Đến gần cuối thế kỉ XVIII, đầu thế kỉ XIX, các nhà hoá học đã có thể chiết tách được từ động vật, thực vật nhiều những hợp chất hữu cơ như: oxalic acid (có trong sắn, rau chân vịt, măng,...), citric acid (có trong các cây họ cam quýt: cam, chanh, bưởi, . .), lactic acid (có trong các loại sữa chua, bánh bao, bánh mì, nước giải khát, đồ ăn lên men,..). Năm 1806, lần đầu tiên Berzelius (Bơ-giê-li-ớt) đã sử dụng danh từ hoá học hữu cơ để chỉ về ngành hoá học nghiên cứu về các hợp chất có nguồn gốc từ động vật, thực vật. Thời điểm này đã có thể xem như là điểm mốc đánh dấu quan trọng cho sự ra đời của hoá học hữu cơ.

Đầu thế kỉ XX, trên thế giới đã phát triển mạnh hơn các ngành công nghiệp về sản xuất các dược phẩm, sơn, nhựa polymer, tơ sợi cao su,....

Thế kỷ XXI, hoá học xanh sẽ là một định hướng đổi mới quan trọng để có thể giúp cho ngành công nghiệp hoá chất trở nên phát triển mạnh mẽ. Trên thực tế, việc chúng ta áp dụng những nguyên lý trở nên thân thiện với môi trường của hoá học xanh cũng đã và đang góp phần rất lớn giúp cho ngành hoá chất đang đi theo một hướng phát triển nhanh đồng thời phát triển bền vững, mang lại những lợi ích to lớn và tích cực cho toàn nhân loại cả về nền kinh tế, môi trường và cả xã hội.

Đăng ký ngay khóa học DUO 11 để được thầy cô lên lộ trình ôn thi tốt nghiệp ngay từ bây giờ nhé!

2. Đặc điểm chung của những hợp chất hữu cơ

Các hợp chất hữu cơ trên trái đất có một số các đặc điểm chung sau đây:

2.1 Thành phần nguyên tố

Thành phần phân tử của hợp chất hữu cơ nhất thiết phải chứa nguyên tố chủ chốt là carbon, thường sẽ có kết hợp các nguyên tố khác như hydrogen, oxygen, nitrogen, halogen, sulfur phosphorus....

2.2 Đặc điểm cấu tạo

Liên kết hoá học chủ yếu có trong các hợp chất hữu cơ sẽ là liên kết cộng hoá trị. Các nguyên tử carbon không những có được khả năng liên kết với những nguyên tử của các nguyên tố khác mà còn có thể có khả năng liên kết được với nhau để tạo thành mạch carbon.

2.3 Tính chất vật lý

- Nhiệt độ nóng chảy của các hợp chất hữu cơ khá thấp, nhiệt độ sôi cũng khá thấp (rất dễ bay hơi) và hợp chất hữu cơ thường không tan hoặc rất ít tan ở trong nước nhưng lại tan được trong một số các dung môi hữu cơ khác.

- Rất dễ cháy, kém bền với nhiệt nên các hợp chất hữu cơ sẽ dễ bị nhiệt phân huỷ.

2.4 Tính chất hóa học

Phản ứng hóa học của các hợp chất hữu cơ thông thường xảy ra khá chậm, phản ứng diễn ra theo nhiều hướng và tạo ra những hỗn hợp gồm các sản phẩm khác nhau. Để tăng tốc độ của những phản ứng hóa học thường cần phải đun nóng và có xúc tác vào phản ứng.

3. Phân loại các hợp chất hữu cơ

Dựa vào thành phần các nguyên tố trong các hợp chất hữu cơ có thể phân chia thành hai loại là: hydrocacbon và những dẫn xuất của hydrocarbon.

Hydrocarbon là những hợp chất hữu cơ mà được tạo thành chỉ từ hai nguyên tố là carbon và hydrogen. Một số hydrocarbon tiêu biểu ở dưới đây:

Hydrocarbon	alkane	alkene	alkyne	arene
Ví dụ	CH₄	CH₂=CH₂	CH $\large \equiv$ CH	C₆H₆

Khi có một hay nhiều nguyên tử hydrogen ở trong phân tử hydrocarbon được thay thế bởi một hay nhiều nguyên tử hoặc những nhóm nguyên tử khác (thường thấy là các nhóm nguyên tử chứa oxygen, nitrogen, sulfur, halogen,...), chúng ta sẽ thu được sản phẩm là các dẫn xuất của hydrocarbon.

Dẫn xuất của hydrocarbon lại được phân thành nhiều loại khác nhau, thường gặp là:

Dẫn xuất của hydrocarbon	Dẫn xuất halogen	Alcohol	Carboxylic acid	...
Ví dụ	CH₃Cl	C₂H₅OH	CH₃COOH	...

4. Nhóm chức

4.1 Khái niệm về nhóm chức

Nhóm chức được biết là một nguyên tử hoặc một nhóm nguyên tử ở trong phân tử có thể gây ra được những tính chất hoá học rất đặc trưng của những hợp chất hữu cơ ấy.

Ví dụ: Dimethyl ether (H₃C-O-CH₃) và ethanol (C₂H₅-OH) đều có cùng công thức phân tử là C₂H₆O nhưng chúng lại có các tính chất hóa học rất khác nhau. Dimethyl ether không phản ứng được với sodium, trong khi đó, ethanol lại phản ứng được với sodium và giải phóng ra khí hydrogen.

2C₂H₅OH + 2Na $\large \rightarrow$ C₂H₅ONa + H₂

Nhóm –OH có thể gây ra được những phản ứng đặc trưng cho nhóm chức, phân biệt ethanol với dimethyl ether và phân biệt với các loại hợp chất khác nên nhóm –OH được gọi là nhóm chức alcohol.

Một số loại nhóm chức cơ bản sau đây:

Loại hợp chất	Nhóm chức	Ví dụ
Dẫn xuất halogen	-X(F,Cl,Br,I,...)	CH₃Cl
Alcohol	-OH	CH₃OH
Aldehyde	-CHO	CH₃CHO
Ketone		CH₃COCH₃
Carboxylic acid	-COOH	CH₃COOH
Ester	-COO-	CH₃COOCH₃
Amine	-NH₂	CH₂NH₂
Ether	-O-	CH₃OCH₃

Glutamic acid là hợp chất hóa học được biết đến là một chất dẫn truyền thần kinh, giúp con người có thể phòng ngừa và điều trị một số triệu chứng về suy nhược thần kinh do sự thiếu hụt glutamic acid ví dụ như triệu chứng mất ngủ, nhức đầu, ù tai, chóng mặt... Glutamic acid có công thức cấu tạo là: HOOC–CH₂ –CH₂–CH(NH₂) –COOH.

Hãy nêu lên tên các nhóm chức có trong cấu tạo của phân tử glutamic acid.

Trả lời:

Các nhóm chức có mặt trong cấu tạo của phân tử glutamic acid:

–COOH: carboxyl;

–NH₂: amino.

4.2 Cách xác định nhóm chức bằng phổ hồng ngoại

Phương pháp phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy, được viết tắt là IR) là một phương pháp trong vật lý rất quan trọng và phổ biến trong hóa học dùng để nghiên cứu về những cấu tạo của các phân tử hợp chất hữu cơ.

Mỗi liên kết ở trong phân tử hợp chất hữu cơ lại hấp thụ một vài bức xạ hồng ngoại và sẽ đặc trưng cho mỗi liên kết đó.

Phổ hồng ngoại của một hợp chất hữu cơ sẽ được máy phổ hồng ngoại ghi lại một cách tự động khi cho một nguồn bức xạ hồng ngoại đi qua hợp chất đang nghiên cứu. Phổ hồng ngoại thông thường sẽ biểu thị được sự phụ thuộc của độ truyền qua (%) của một bức xạ hồng ngoại vào trong số sóng (cm-1). Các cực tiểu khi truyền qua (hoặc cực đại hấp thụ) ứng với dao động của các liên kết có trong phân tử chất nghiên cứu đây được gọi là các tín hiệu (hoặc peak). Dựa vào những số sóng có thể hấp thụ đặc trưng trong phổ IR có thể dự đoán được nhóm chức có trong phân tử chất đang nghiên cứu.

Bảng biểu thị số sóng hấp thụ đặc trưng trong phổ hồng ngoại của một số nhóm chức cơ bản

Nhóm chức/ Liên kết	Số sóng (cm-1)
-OH(Alcohol)	3500 - 3200
(Amine)	3300 - 3000
(Aldehyde)	2830 - 2695 (C–H) 1740 - 1685 (C=O)
(Ketone)	1715 - 1666 (C=O)
(Ester)	1750 - 1715 (C=O)
(Carboxylic)	3300 - 2500 (OH) 1760 - 1690 (C=O)

5. Bài tập về các hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

Câu 1: Thành phần có trong các nguyên tố ở trong một hợp chất hữu cơ?

A. Nhất thiết cần phải có nguyên tố carbon, thường có thêm hydrogen, hay gặp nguyên tố oxygen, nitrogen sau đó là đến halogen, S, P...

B. Trong hợp chất gồm có C, H và một số các nguyên tố khác.

C. Bao gồm tất cả các nguyên tố có mặt ở trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

D. Thường sẽ có nguyên tố C và H hay gặp nguyên tố O và N, sau đó sẽ đến halogen, S, P.

Câu 2: Cấu tạo hoá học được định nghĩa là?

A. Số lượng của các liên kết hình thành giữa các nguyên tử ở trong phân tử hợp chất.

B. Các loại liên kết hóa học giữa các nguyên tử ở trong phân tử hợp chất hữu cơ.

C. Thứ tự của các liên kết hóa học giữa các nguyên tử ở trong phân tử hợp chất hữu cơ.

D. Bản chất của các liên kết giữa các nguyên tử ở trong phân tử hợp chất hữu cơ.

Đăng ký ngay để nhận combo sổ tay tổng hợp kiến thức các môn học vô cùng hữu ích trong quá trình học tập của bạn!

Câu 3: Đặc điểm chung của các phân tử hợp chất hữu cơ là gì trong các ý dưới đây?

1. Thành phần nguyên tố chủ yếu trong phân tử hợp chất hữu cơ là C và H.

2. Có thể trong phân tử hợp chất hữu cơ chứa những nguyên tố khác như Cl, N, P, O.

3. Liên kết hóa học trong phân tử hợp chất hữu cơ sẽ chủ yếu là liên kết cộng hoá trị.

4. Liên kết hoá học trong phân tử hợp chất hữu cơ chủ yếu là liên kết ion.

5. Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, khó cháy.

6. Phản ứng hoá học giữa các hợp chất hữu cơ xảy ra khá nhanh.

Nhóm các ý chính xác là:

A. 4, 5, 6.

B. 1, 2, 3.

C. 1, 3, 5.

D. 2, 4, 6.

Câu 4: Hợp chất hữu cơ sẽ được phân loại như sau:

A. Hydrocarbon và hợp chất hữu cơ có chứa nhóm chức.

B. Hydrocarbon và các dẫn xuất của hydrocarbon.

C. Hydrocarbon no, không no, thơm và các dẫn xuất của hydrocarbon.

D. Tất cả các ý trên đều đúng.

Câu 5: Nung nóng một hợp chất hữu cơ X với một lượng chất dư oxi hóa là CuO người ta thấy được sau phản ứng có thoát ra khí CO₂, hơi nước H₂O và cả khí N₂. Hãy lựa chọn ra một kết luận chính xác nhất ở trong các kết luận dưới đây:

A. Chất hữu cơ X chắc chắn chứa các nguyên tố C, H, N và có thể có hoặc không chứa O.

B. Chất hữu cơ X là một hợp chất có chứa 3 nguyên tố C, H, N.

C. Chất hữu cơ X chắc chắn có chứa 2 nguyên tố C, H, có thể có chứa nguyên tố N.

D. Chất hữu cơ X là hợp chất có chứa cả 4 nguyên tố C, H, N, O.

Câu 6: Cho công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ sau đây: CH₃CH(OH)CH=C(Cl)CHO. Số oxi hóa của các nguyên tử carbon trong công thức trên tính từ phải sang trái sẽ có giá trị lần lượt là thế nào?

A. +1 ; +1 ; -1 ; 0 ; -3.

B. +1 ; -1 ; -1 ; 0 ; -3.

C. +1 ; +1 ; 0 ; -1 ; +3.

D. +1 ; -1 ; 0 ; -1 ; +3.

Câu 7: Trong thành phần của phân tử hợp chất hữu cơ cần phải nhất thiết phải có nguyên tố nào trong công thức cấu tạo?

A. carbon.

B. hydrogen.

C. oxygen.

D. nitrogen.

Câu 8: Chất nào dưới đây thuộc loại hợp chất hữu cơ?

A. CaO.

B. CH₄.

C. CO.

D. Na₂CO₃.

Câu 9: Liên kết hóa học có trong phân tử của chất hữu cơ sẽ chủ yếu là liên kết nào?

A. Liên kết ion.

B. Liên kết cộng hóa trị.

C. Liên kết kim loại.

D. Liên kết hydrogen.

Câu 10: Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ đó là

A. có khả năng tan trong nước, không tan được ở trong các dung môi hữu cơ.

B. có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao.

C. các liên kết có trong phân tử hợp chất hữu cơ chủ yếu là liên kết ion.

D. thường kém bền với nhiệt và rất dễ cháy.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
A	A	B	B	A	A	A	B	B	D

PAS VUIHOC – GIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA

Khóa học online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT:

⭐ Xây dựng lộ trình học từ mất gốc đến 27+

⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học theo sở thích

⭐ Tương tác trực tiếp hai chiều cùng thầy cô

⭐ Học đi học lại đến khi nào hiểu bài thì thôi

⭐ Rèn tips tricks giúp tăng tốc thời gian làm đề

⭐ Tặng full bộ tài liệu độc quyền trong quá trình học tập

Đăng ký học thử miễn phí ngay!!

Trên đây, VUIHOC đã cung cấp cho các bạn kiến thức về Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ. Ngoài ra, để có thể học được nhiều hơn về các kiến thức hóa học 11 và các môn học khác của chương trình THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!

>> Mời bạn xem thêm: