Đang tải... (xem toàn văn)
GIỚI THIỆU CHUNGBộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Hóa học trình độ Đại học, cao đẳng. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc.Trân trọngDanh mục Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận1.Công nghệ sản xuất bia2.Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong hạt tiêu đen3. Giảm tạp chất trong rượu4.Tối ưu hoá quá trình điều chế biodiesel5.Tinh dầu sả6.Xác định hàm lượng Đồng trong rau7.Tinh dầu tỏi8.Tách phẩm mầu9.Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm10.Tinh dầu HỒI11.Tinh dầu HOA LÀI12.Sản xuất rượu vang13.VAN DE MOI KHO SGK THI DIEM TN14.TACH TAP CHAT TRONG RUOUDanh mục Giáo trình1. Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Đỗ Đình Rãng2. Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Đỗ Đình Rãng3. Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Đỗ Đình Rãng4. Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Thái Doãn Tĩnh5. Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Thái Doãn Tĩnh6. Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Thái Doãn Tĩnh7. Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Thái Doãn Tĩnh8. Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Thái Doãn Tĩnh9. Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Thái Doãn Tĩnh
1 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỤC LỤC NỘI DUNG Phần Tổng quan lý thuyết .5 Chương Một số vấn đề lý thuyết có liên quan đến chương trình hoá hữu trung học phổ thông 1.Phân loại đại cương danh pháp hợp chất hữu 1.1.Phân loại 1.2.Danh pháp .6 2.Cấu trúc phân tử hợp chất hữu 2.1.Thuyết cấu tạo hoá học 2.2.Các loại liên kết phân tử hợp chất hữu .9 2.3.Phương pháp biểu diễn công thức hợp chất hữu 13 2.4.Cách mô tả cấu trúc không gian phân tử hữu 15 2.5.Đồng đẳng .17 2.6.Đồng phân .17 2.7.Cấu dạng .19 3.Phản ứng hợp chất hữu .19 3.1.Phân loại phản ứng hữu 19 3.2.Các kiểu phân cắt cộng hoá trị 21 3.3.Khái niệm chế phản ứng phương pháp xác định chế phản ứng .21 3.4.Phản ứng 22 3.5.Phản ứng tác (E) 30 3.6.Phản ứng cộng (A) 34 3.7.Phản ứng trùng hợp .38 3.8.Phản ứng trùng ngưng 42 Chương Những điểm khó hoá hữu chương trình sách giáo khoa trung học phổ thông thí điểm .43 1.So Sánh sách giáo khoa cũ .43 1.1.So sánh chương trình hoá hữu sách giáo khoa cũ .43 1.2.So sánh nội dung hóa hữu sách giáo khoa cũ 45 2.Những vấn đề hoá hữu khó sách giáo khoa thí điểm (Ban KHTN) 48 2.1.Chương trình hoá hữu lớp 11 48 2.2.Chương trình hoá hữu lớp 12 49 Phần Hướng giải vấn đề khó chương trình hoá hữu trung học phổ thông 49 Chương Thực nghiệm sư phạm .49 1.Nội dung thực nghiệm sư phạm 49 Đáp án .62 Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 2.Kết thực nghiệm sư phạm .62 Chương Hướng giải vấn đề khó chương trình hoá hữu trung học phổ thông 70 Sách giáo khoa thí điểm (Ban KHTN) 70 1.Chương trình hoá hữu lớp 11 70 1.1.Chương đại cương hoá học hữu 70 1.2.Chương Hiđocacbon no 87 1.3.Chương Anken – Ankadien – Ankin 91 1.4.Chương Anđehit – Xeton – Axit cacboxylic 94 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, xu chung phát triển xã hội, vai trò giáo dục ngày đề cao xem động lực trực tiếp để bồi dưỡng nhân lực, thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội Do đó, giáo dục Việt Nam có bước nhằm đưa giáo dục nước nhà lên, việc làm cải cách, đổi nội dung chương trình sách giáo khoa phù hợp với phát triển tri thức nhân loại Tuy nhiên, chương trình hóa học hữu trường THPT nhiều vấn đề tồn chưa thật quan tâm để tìm hướng giải Chẳng hạn, tính chất đặc thù môn vừa mang tính thực nghiệm, vừa mang tính lý thuyết làm nảy sinh vấn đề có không hoàn toàn thống kiến thức lý thuyết kết thực hành Hơn nữa, hệ thống kiến thức hóa học trừu tượng, muốn tiếp thu cần có hệ thống kiến thức bổ trợ môn học khác Đồng thời kiến thức, khái niệm mang tính logic, có kế thừa phát triển, thời gian trình độ phổ thông có hạn Chính thế, nhiều lúc giáo viên gặp khó khăn trong việc truyền đạt kiến thức đến học sinh Có thể nói, nhiều nhiều vấn đề tồn tại, mà đáng ý tồn nảy sinh bất cập mặt phân phối chương trình mặt kiến thức: có kiến thức chương trình không đưa vào có kiến thức đưa Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền không đầy đủ dẫn đến giáo viên sở để giải quyết, gây lúng túng cho giáo viên gây nhầm lẫn cho học sinh Những tồn chưa hoàn toàn quan tâm nghiên cứu để tìm hướng giải Do đó, với mong muốn đóng góp phần nhỏ để nghiên cứu số vấn đề tồn tại, khó khăn thực tiễn dạy học Hóa hữu cơ, đồng thời để hạn chế phần sai lầm kiến thức mắc phải giảng dạy Hóa hữu chương trình hóa học phổ thông Trong phạm vi luận văn tốt nghiệp, chọn đề tài: “Nghiên cứu đề xuất hướng giải vấn đề khó hoá hữu sách giáo khoa hoá học thí điểm (Ban KHTN) Trung học phổ thông ” Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu số vấn đề khó học phần Hóa hữu trường THPT mà chủ yếu nghiên cứu vùng kiến thức gây nhiều khó khăn nhầm lẫn cho giáo viên học sinh THPT - Đề xuất số biện pháp khắc phục làm sở nghiên cứu cho giáo viên hóa học trường THPT, góp phần nâng cao chất lượng hiệu việc dạy học môn hóa trường phổ thông - Chuẩn bị tốt kiến thức cho thân trước hoàn thiện xác hóa kiến thức hóa học, đặc biệt vận dụng kiến thức vào công tác giảng dạy thân sau này, giảm sai sót mặt kiến thức giảng dạy số kiến thức Hóa hữu chương trình hóa học phổ thông Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chương trình hóa học phổ thông mà chủ yếu dựa cấu trúc giảng hóa hữu cơ: cấu tạo, tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng, điều chế Đồng thời so sánh khác nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa cũ sách giáo khoa thí điểm Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền - Nghiên cứu vấn đề gây nhiều khó khăn cho giáo viên học sinh thực tiễn dạy học Hóa hữu sách giáo khoa thí điểm số trường THPT vùng miền khác - Tìm, xử lý giải vấn đề quan trọng nhiều người quan tâm Đối tượng nghiên cứu Tiến hành nghiên cứu đối tượng học sinh giáo viên số trường THPT để từ rút vấn đề khó nhiều người quan tâm Phương pháp nghiên cứu Đề tài tiến hành nghiên cứu vấn đề khó hoá hữu sách giáo khoa thí điểm THPT dựa việc tiến hành thực nghiệm sư phạm học sinh kiểm tra trắc nghiệm 45’ soạn thảo dựa vấn đề khó đưa trước giáo viên sử dụng phiếu tham khảo ý kiến trao đổi trực tiếp Dựa vào kết thực nghiệm sư phạm để đề xuất hướng giải số vấn đề khó nhiều người quan tâm sở tìm hiểu tài liệu chuẩn để giải thích trao đổi với thầy cô thuộc chuyên ngành Hóa hữu Phạm vi đề tài Do điều kiện thời gian hạn chế luận văn tốt nghiệp nên đề tài tiến hành nghiên cứu phạm vi hẹp (chỉ số trường THPT) tiến hành thực nghiệm lần, điều kiện điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện trường phổ thông phù hợp với nội dung chương trình phổ thông Đồng thời, giải số vấn đề trội Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền NỘI DUNG Phần Tổng quan lý thuyết Chương Một số vấn đề lý thuyết có liên quan đến chương trình hoá hữu trung học phổ thông Phân loại đại cương danh pháp hợp chất hữu 1.1 Phân loại Các hợp chất hữu phân chia thành hai loại hiđrocacbon (phân tử cấu thành hai nguyên tố C H) dẫn xuất hiđrocacbon (một hay nhiều phân tử hiđro phân tử hiđrocacbon thay hay nhiều nguyên tử nhóm nguyên tử khác) 1.1.1 Phân loại theo mạch cacbon Các hợp chất hữu bao gồm hiđrocacbon lẫn dẫn xuất hiđrocacbon, phân loại theo mạch cacbon sơ đồ sau đây: Hợp chất hữu Hợp chất không vòng (Hợp chất mạch hở hay aliphatic) Hợp chất no Hợp chất không no Không thơm Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP Hợp chất vòng Hợp chất đồng vòng (isoxiclic) Thơm Hợp chất dị vòng (heteroxiclic) Không thơm Thơm SVTH Lê Thị Mỹ Huyền No Không no No Không no 1.1.2 Phân loại theo nhóm chức Hiđrocacbon dẫn xuất hiđrocacbon hợp chất có chứa nhóm định chức hay nhóm chức Nhóm chức nhóm nguyên tử nguyên tử định tính chất đặc trưng hợp chất Sau số nhóm chức chính: a) Các nhóm chức nằm mạch cacbon: C C (anken), C C (ankin) b) Các nhóm chức chứa oxi: -OH (ancol), phenol, CH O (anđehit), -COOH (axit cacboxylic),… c) Các nhóm chức chứa nitơ: -NH2 (amin), C N (nitrin), … d) Các nhóm chức chứa oxi lẫn nitơ: -CO-NH (amit), -NO2 (hợp chất nitro), … e) Các nhóm chức chứa lưu huỳnh: -SH (thiol), -S- (thioete), g) Nhóm chức nguyên tử halogen: -Cl (dẫn xuất clo), -Br (dẫn xuất brom),… Khi xét hợp chất hữu cần xem xét nhóm chức lẫn mạch cacbon, hai phận phân tử có ảnh hưởng lẫn 1.2 Danh pháp 1.2.1 Danh pháp thường Danh pháp thường hay danh pháp thông thường loại danh pháp hình thành dựa theo nguồn gốc tìm theo tính chất bề (màu sắc, mùi vị,…) yếu tố khác tính hệ thống Thí dụ: ure có nguồn gốc từ urine (tiếng Pháp có nghĩa nước tiểu) ure lần đựơc tách từ nước tiểu (1778) 1.2.2 Danh pháp IUPAC a) Tên gốc - chức: Tên gốc - chức bao gồm: Tên phần gốc + Tên phần định chức Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền Ví dụ: CH3CH2-Cl: Etyl clorua b) Tên thay thế: Tên thay viết liền (không viết cách tên gốc - chức) phân chia làm ba phần sau: Tên phần + Tên mạch cacbon + Tên phần định chức (có thể không có) (bắt buộc phải có) (bắt buộc phải có) Ví dụ: H3C – CH3 : Etan CH3-CH2-OH : Etanol 1.2.3 Danh pháp nửa hệ thống hay nửa thông thường Loại danh pháp có tính cách trung gian hai loại trên, có vài yếu tố hệ thống Ví dụ: stiren (C 6H5CH=CH2) có nguồn gốc stirax (tên loại nhựa cho ta stiren) có hậu tố -en (nói lên có mặt nối đôi C=C) yếu tố hệ thống Cấu trúc phân tử hợp chất hữu 2.1 Thuyết cấu tạo hoá học 2.1.1 Thuyết cấu tạo hoá học Thuyết cấu tạo hoá học Butlerop đề vào năm 1865 dựa kết nghiên cứu thân ông số nhà hoá học khác Couper, Kékulé, … Nhờ có thuyết người ta giải thích tiên đoán nhiều tượng quan trọng hoá hữu cơ, hồi cuối kỉ XIX đầu kỉ XX Nội dung thuyết cấu tạo hoá học bao gồm luận điểm sau đây: a) Trong phân tử hợp chất hữu cơ, nguyên tử kết hợp với theo thứ tự định theo hoá trị chúng Thứ tự kết hợp gọi cấu tạo hoá học Sự thay đổi thứ tự kết hợp nguyên tử dẫn tới hợp chất Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền b) Cacbon phân tử hữu luôn có hoá trị Các nguyên tử cacbon kết hợp với nguyên tử nguyên tố khác mà kết hợp trực tiếp với thành mạch cacbon có dạng khác (mạch không nhánh, mạch có nhánh, mạch vòng,…) c) Tính chất hợp chất hữu phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất số lượng nguyên tử) cấu tạo hoá học (thú tự kết hợp nguyên tử) Các nguyên tử phân tử có ảnh hưởng lẫn Từ luận điểm sơ cấu tạo hoá học kỷ XIX hoá học hữu có thuyết cấu trúc đại bao gồm cấu trúc electron, cấu trúc không gian hiệu ứng cấu trúc 2.1.2 Công thức cấu tạo Công thức cấu tạo hợp chất hữu đời dựa vào sở yếu là: thuyết hoá trị Frankland (1852), phát Kékulé Couper (độc lập) năm 1858, tổng kết Alexandre Mikhailovie Butlerop (1864) Hiện công thức cấu tạo thể trật tự kết hợp đặc tính liên kết nguyên tử phân tử, thể cấu tạo hoá học mặt phẳng chất khảo sát Công thức cấu tạo biểu theo nguyên tắc sau: a) Mỗi nguyên tố biểu thị kí hiệu hoá học, hoá trị nguyên tố biểu thị vạch từ kí hiệu nguyên tố ra, số vạch hoá trị nguyên tố, nguyên tố có hoá trị dư b) Mạch cacbon phân tử thẳng, nhánh, vòng c) Các nguyên tử liên kết theo liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba d) Hướng mạch hoá trị không cần chặt chẽ e) Công thức cấu tạo viết thu gọn thành nhóm nguyên tử Ví dụ: H H C C Khoá luận tốt nghiệpHĐHSP H CH2 CH2 SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 2.2 Các loại liên kết phân tử hợp chất hữu 2.2.1 Liên kết cộng hoá trị Liên kết hoá học vấn đề lý thuyết cấu tạo phân tử Dựa mẫu nguyên tử Bohr, 1916 Lewis Kossel đề thuyết điện tử với loại liên kết mô tả: Liên kết ion Wather Kossel (Đức) liên kết cộng hoá trị G.N.Lewisw (Mỹ) Cả hai ông cho tham gia liên kết, nguyên tử có khuynh hướng đạt đến độ bền cấu hình điện tử khí trơ Theo Lewis, liên kết cộng hóa trị hình thành góp chung electron nguyên tử Loại liên kết để giải thích liên kết hoá học chất không điện giải: hợp chất cacbon Đây loại liên kết quan trọng chủ yếu việc nghiên cứu hoá hữu Bản chất liên kết cộng hóa trị theo quan niệm đại: Liên kết cộng hoá trị hình thành xen phủ obitan nguyên tử (AO) tạo nên obitan phân tử (MO) chung cho hai nguyên tử tham gia liên kết Có kiểu xen phủ chính: • Xen phủ trục: Trục obitan tham gia xen phủ trùng nhau, tạo thành liên kết σ có độ bền lớn Ví dụ: s s s p p p • Xen phủ bên: Trục obitan tham gia xen phủ song song trùng với tạo thành liên kết π bền, tương đối dễ bị đứt phản ứng hoá học Ví dụ: Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 10 Obitan tham gia xen phủ obitan s, p, d…hoặc obitan lai hoá sp, sp2, sp3 …Obitan lai hoá tạo thành tổ hợp lại obitan nhất, có hình dạng khác obitan ban đầu có khả xen phủ cao liên kết hình thành bền Ví dụ: Cấu hình điện tử cacbon: - Ở trạng thái bản: 1s22s22p2 - Ở trạng thái kích thích: 1s22s12px12py12pz1 Khi tạo thành liên kết, obitan 2s tham gia lai hoá với số obitan 2p theo dạng sau: a) Lai hoá sp3 Liên kết đơn: Một obitan 2s tổ hợp với obitan 2p hình thành obitan lai hoá sp đồng hướng đỉnh hình tứ diện mà tâm nhân nguyên tử C 2px 90 28 Lai hoá sp3 10 2pz 2s 2py sp3 sp3 sp3 Hình 1.1: Sự lai hoá sp3 Trong phân tử hợp chất hữu obitan sp xen phủ trục với obitan nguyên tử khác tạo thành liên kết đơn σ b) Lai hoá sp2 Liên kết đôi Một obitan 2s tổ hợp với obitan 2p tạo thành obitan lai hoá sp đồng có trục nằm mặt phẳng tạo nên góc ≈1200 hướng đỉnh tam giác mà tâm hạt nhân nguyên tử C Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 84 Như vậy, muốn có liên kết hiđro chất nguyên tử X,Y điều kiện bản: Y phải nguyên tử nguyên tố có độ âm điện, có khả hút electron phía nguyên tử hiđro mang phần điện tích dương X phải có bán kính nguyên tử nhỏ X phải có cặp electron tự (X, Y nguyên tố) Độ bền liên kết hiđro phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọng độ âm điện X Y, độ âm điện X Y lớn liên kết hiđro mạnh Vì liên kết hiđro yếu dần theo chiều F > O > N > Cl, Br, S > P Chẳng hạn, o-clophenol có khả tạo liên kết hiđro nội phân tử hoà tan vào dung môi có khả nhường e cao axeton liên kết hiđro nội phân tử bị đứt xuất liên kết hiđro liên phân tử chất tan dung môi Cl Cl O H H O O H Cl Trong dung môi axeton So với lượng liên kết cộng hoá trị lượng liên kết hiđro yêú nhiều Chính trạng thái lỏng, tạo thành liên kết hiđro thuận nghịch Ví dụ: Trong hỗn hợp metanol nước, liên kết hiđro bền là? (Câu - Đề kiểm tra lớp 11) O A H3C C H H3C H O H H O O B H3C H O H O H Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP D H H3C O H H H O H SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 85 Giải: δ1+ δ −2 O A H O H H3C δ1− δ +2 O H H3C H O O B H H3C C H δ1+ δ1− O H D H3C δ −2 H O H H δ +2 H O H Gọi δ1+ , δ1− điện tích nguyên tử H O phân tử metanol δ+2 , δ 2− điện tích nguyên tử H O phân tử nước - Xét A B, ta có: δ−2 < δ1− (do hiệu ứng đẩy e nhóm –CH3), dẫn đến độ bền liên kết hiđro B lớn A - Xét C D, ta có: δ−2 < δ1− (do hiệu ứng đẩy e nhóm –CH 3), dẫn đến độ bền liên kết hiđro C lớn D - Xét B C, ta có: δ+2 > δ1+ (do hiệu ứng đẩy e nhóm –CH 3) dẫn đến độ bền liên kết hiđro C lớn B Ảnh hưởng liên kết hiđro đến tính chất hợp chất hữu cơ: - Ảnh hưởng liên kết hiđro đến độ tan hợp chất hữu cơ: Nếu liên kết hiđro phân tử chất tan với phân tử dung môi độ tan chất lớn nhiều so với chất tương tự mà không tạo liên kết hiđro Vì liên kết hiđro phân tử chất hữu với dung môi giúp chúng phân tán dễ dàng dung môi - Ảnh hưởng liên kết hiđro đến t nc ts hợp chất hữu cơ: Nếu phân tử hợp chất hữu có tồn liên kết hiđro liên phân tử t s tnc chất cao trường hợp không tạo đựơc liên kết hiđro ( có khối luợng phân tử xấp xỉ nhau) phân tử chất bị ràng buộc với thành phân tử lớn, nên cần nhiều lượng để tách phân tử khỏi mạng tinh thể Nước, acol, amoniac, amin bậc một, amin bậc hai, axit cacboxylic,…là chất chịu chi phối quy luật Như vậy, phân tử khối, momen lưỡng cực, hình dạng phân tử không khác nhiều chất Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 86 tạo liên kết hiđro liên phân tử, chất có t s tnc cao so với chất không tạo liên kết hiđro liên phân tử Ví dụ: CH3Cl (M=50,5; µ = 1,97D; ts = -240C, tnc = -980C), CH3NH2 (M=31, µ =1,31; ts = -6,70C; tnc = -920C) Nguyên nhân làm cho CH 3Cl vừa có phân tử khối lớn vừa có momen lưỡng cực lớn lại có t s tnc thấp CH3NH2 trạng thái lỏng trạng thái rắn CH 3NH2 tạo liên kết hiđro liên phân tử: H3C H H N H N H N H3C H H H3C Liên kết hidro nội phân tử ảnh hưởng đến t nc, ts độ tan không giống liên kết hiđro liên phân tử Trong chất đồng phân chất có cấu tạo tương tự nhau, chất tạo liên kết hiđro nội phân tử có t s, tnc thấp hơn, độ tan dung dịch môi phân cực thấp hơn, độ tan dung môi không phân cực cao so với chất tạo liên kết hiđro liên phân tử Ví dụ: O N O O N N O O Lk H: Nội phân tử tnc,0C: 45,7 ts, 0C: 214,5 Liên phân tử O O H O O H H Liên phân tử 97 115 194(70mmHg) 279(phân huỷ) Việc hiểu rõ liên kết hiđro giúp ta trả lời câu hỏi : - Vì ancol etylic CH 3CH2OH (M=46) dimetyl ete CH 3-O-CH3 (M=46) có thành phần phân tử giống hệt nhau, có phân tử khối nhau, điều kiện thường ancol etylic chất lỏng dimetyl ete chất khí ? Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 87 Vì ts ancol etylic (ts = 78,30C) cao hẳn nhiệt độ sôi dimetyl ete (t s = -240C) ? Câu trả lời ancol etylic có liên kết hiđro liên phân tử dimetyl ete liên kết hiđro liên phân tử - Vì ancol etylic tan vô hạn nước dimetyl ete tan ? Câu trả lời ancol etylic tạo liên kết hiđro với nước - Vì toluen C6H5CH3 (M=92) có khối lượng riêng d=0,867g/ml phenol C6H5OH (M=94), có phân tử khối gần phân tử khối toluen khối lượng riêng lại lớn hẳn d= 1,05g/ml ? Câu trả lời phenol có liên kết hiđro liên phân tử toluen liên kết hiđro liên phân tử 1.2 Chương Hiđocacbon no Vì vòng 3, cạnh xicloankan lại có tính chất khác biệt, vòng 5, cạnh tương tự ankan ? [6], [11] Mặc dù chương trình hoá học phổ thông phần xicloankan không đòi hỏi phải hiểu rõ vòng 3,4 cạnh lại bền vòng 5, cạnh thắc mắc nhiều học sinh nên xin giải thích a) Xét cấu trúc xiclopropan, (CH2)3 Ba nguyên tử C phân tử xiclopropan hiển nhiên nằm ∧ mặt phẳng tạo thành tam giác đều, góc CCC = 600 Ba nguyên tử C trạng thái lai hoá sp3 Góc trục obitan lai hoá sp 109,50, xen phủ xảy theo hướng trục C-C bị sức căng góc lớn (109,5 – 600 = 49,50, sức căng Bayơ, Aldolph Von Baeyer, 1885) Thực tế xen phủ xảy bên trục C-C (hình 11.a) Sự xen phủ hiệu tạo liên kết σ không bình thường mà cong hình chuối Vì liên kết trở nên bền, gần giống liên kết π Cả liên kết C-H cấu dạng che khuất hoàn toàn làm xuất lực đẩy tĩnh điện obitan σ C-H che khuất nhau, gọi sức căng Pitzơ (Pitze) (hình 11.b) Hai yếu tố làm cho xiclopropan Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 88 trở nên bền (về mặt nhiệt động học), ∆H ht = +53, 4KJ / mol , bền xicloankan 109,50 H H H 600 H H H a) b) Hình 4.7 Xiclopropan: a) Liên kết σC-C hình chuối, xen phủ b) Lực đẩy liên kết C-H dạng che khuất b) Xiclobutan, (CH2)4 Sự sai khác góc lai hoá tứ diện (109,5 0) góc vuông phẳng (90 0) lớn, xen phủ obitan sp để tạo vòng xiclobutan hiệu Tương tự xiclopropan, liên kết σ C-C xiclobutan thuộc loại liên kết hình chuối nên bền liên kết σ C-C bình thường Nếu vòng xiclobutan tuyệt đối phẳng liên kết C-H cấu dạng che khuất hoàn toàn dẫn tới lực đẩy (sức căng Pitzơ) lớn chúng Khi vòng xiclobutan gãy gập theo đường chéo giảm lực đẩy tĩnh điện obitan σ C∧ H lại làm tăng sức căng góc (giảm góc CCC dẫn tới giảm xen phủ obitan sp3 tạo vòng) Kết khảo sát phương pháp phổ cho thấy xiclobutan trạng thái biến đổi dạng gãy gập (tương đương nhau) qua dạng phẳng (hình 12) Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 89 H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H a) H H H b) c) Hình 4.8 Xiclobutan: b) dạng phẳng; a,c) dạng gãy gập tương đương Tuy nhiên gãy gập so với mặt phẳng ít, hàng rào lượng dạng thấp nên thực tế coi vòng xiclobutan phẳng Xiclobutan thuộc loại bền, ∆H ht = +34,5KJ / mol c) Xiclopentan, (CH2)5 Nếu nguyên tử C xicopentan nằm mặt phẳng, góc ∧ CCC = 108 gần trùng với góc lai hoá sp Tuy sức căng góc, 10 liên kết C-H cấu dạng che khuất, lực đẩy tĩnh điện chúng lớn Vì thế, xiclopentan tồn dạng không phẳng Ở dạng phong bì, có nguyên tử C (luân phiên nhau) chệch khỏi mặt phẳng nguyên tử C lại Ở dạng nửa ghế có nguyên tử cacbon (luân phiên nhau) chệch khỏi mặt phẳng chứa nguyên tử C lại Các cấu dạng luôn chuyển đổi cho (hình 13) Các cấu trúc không phẳng làm giảm đáng kể lực đẩy tương hổ liên kết C-H mà không làm biến đổi đáng kể góc ∧ CCC so với góc lai hoá sp Sự xen phủ obitan lai hoá tạo thành liên kết σC-C xiclopentan không khác so với ankan Vì xiclopentan bền mặt nhiệt động học, ∆H ht = −76,5KJ / mol a) Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP b) c) SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 90 Hình 4.9 Xiclopentan: a,c) dạng nửa ghế; b) dạng phong bì d) Xiclohexan, (CH2)6 Do quay nhóm –CH2 quanh trục liên kết C-C, xiclohexan có cấu dạng khác cấu dạng ghế bền Ở dạng ghế, tất ∧ ∧ ∧ góc CCC,CCH, HCH thoả mãn góc lai hoá sp3, tất 12 nguyên tử H cấu dạng xen kẽ hoàn toàn Vì thế, dạng ghế dạng tối ưu mặt lượng xiclohexan e) Các xiclan khác, (CH2)n (n>6) Các xicloankan với n = ÷ 12 giảm sức căng dạng ghế xiclohexan nên bền xiclohexan Ở xiclan n > 12, sức căng loại bỏ Khi n lớn, cấu trúc xiclan gần với cấu trúc ankan không phân nhánh, tức không sức căng Chính xicloankan ÷ 12 cạnh (gọi vòng trung) tỏ bền khó hình thành so với xiclohexan so với xicloankan vòng lớn 12 cạnh (gọi vòng lớn) Do cấu trúc vậy, nên xiclopropan xiclobutan tham gia phản ứng cộng giống anken, vòng bị mở thành hợp chất mạch hở Ví dụ: Br CH2CH2CH2 + Br2 + H2 Ni 800C + H2 Ni CH3CH2CH2CH3 1200C Br CH3CH2CH3 Các vòng từ cạnh trở lên phản ứng cộng trên, chúng bị hiđro hoá mở vòng nhiệt độ cao (> 500 0C) có mặt xúc tác (trong trình hiđrocracking) Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 91 1.3 Chương Anken – Ankadien – Ankin Xác định sản phẩm phản ứng cộng tác nhân bất đối xứng vào hợp chất có liên kết bội bất đối xứng (trong dung môi phân cực) Để HS nhớ cách máy móc quy tắc cộng tác nhân bất đối xứng vào hợp chất có liên kết bội bất đối xứng, ta hướng dẫn HS nhớ cách liên hệ với qui luật tương tác tĩnh điện - Sự phân cực liên kết đôi so tương tác hút, đẩy electron nhóm liên kết Ví dụ: Hδ+ H C Fδ- δCH CH2 F H C δ+ δ+ CH H2C CH2 δ- δ+ CH δC O O H F - Sự phân cực tác nhân Ví dụ: δ+ H δOH δ+ H δX (X: Cl, Br) δ+ Cl δOH δ+ H δCN Từ giúp học sinh dễ dàng xác định sản phẩm phản ứng cộng tác nhân bất đối xứng vào hợp chất có liên kết bội bất đối xứng liên hệ với qui luật tương tác tĩnh điện Vấn đề xác định sản phẩm phản ứng cộng vào ankađien liên hợp Vì nhiệt độ thấp ưu tiên tạo thành sản phẩm cộng -1,2; nhiệt độ cao ưu tiên tạo thành sản phẩm cộng -1,4 Vì đien liên hợp tham gia phảm ứng trùng hợp chủ yếu theo kiểu cộng 1,4? Hướng giải quyết:[1], [2], [6] Các halogen (clo, brom), hiđro halogenua số tác nhân khác cộng vào đien theo chế cộng electronphin tạo hỗn hợp sản phẩm cộng -1,2 Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 92 cộng -1,4 Tỉ lệ sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ: nhiệt độ thấp ưu tiên tạo thành sản phẩm cộng -1,2; nhiệt độ cao ưu tiên tạo sản phẩm cộng -1,4 Ví dụ: CH2 CH CH CH2 + HBr CH3 CH CH + CH2 CH3 CH CH Br CH2 Br Ở -800C: 80% 20% Ở 00C: 70% 30% Ở +400C: 20% 80% Phản ứng xảy theo chế electronphin, cacbocation anlyl trung gian điện tích dương không tập trung nguyên tử C mà giải toả sang nguyên tử C liên hợp π – p Cũng mà cation anlyl ổn định H2C C H - Br H H2C hay H3C (+) CH CH C H CH2 H Br CH CH CH2 CH2 H3C CH + Br- Cộng 1,2 nhanh CH3 CH (+) CH3 Cộng 1,4 chậm CH CH CH2 CH3 CH Br bền CH CH2 Br bền Phản ứng cộng Br- vào C2 có lượng hoạt hoá nhỏ cộng vào C TTCT với điện tích dương C2 (cacbocation bậc 2) bền TTCT với điện tích dương C4 (cabocation bậc 1) có tốc độ lớn Sản phẩm 1,2 hình thành phụ thuộc vào tốc độ hình thành sản phẩm nên chịu khống chế động học Ở nhiệt độ thấp, phản ứng tái tạo trở lại cation anlyl không thực Như Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 93 vậy, nhiệt độ thấp hạn chế phản ứng nghịch chất có tốc độ phản ứng cao chiếm ưu tiên Ở nhiệt độ cao, tốc độ cộng -1,2 tăng lên tăng nhiệt độ với tốc độ cộng -1,4; song sản phẩm cộng -1,2 có khả ion hóa thành cation anlyl ổn định Hơn nữa, nhiệt độ cao hình thành sản phẩm 1,4 vượt qua hàng rào lượng 1,4 ion Br - cộng hợp vào điện tích dương cuối mạch thuận lợi lượng Như vậy, nhiệt độ cao tạo thành sản phẩm 1,2 tăng lên tốc độ chuyển hóa thành sản phẩm 1,4 tăng lên Tuy nhiên, sản phẩm cộng -1,2 không bền sản phẩm cộng -1,4 Như vậy, sản phẩm 1,4 tạo thành độ bền sản phẩm định nên gọi sản phẩm khống chế nhiệt động học Nếu dùng đien không đối xứng, hướng công ban đầu electronphin xác định qui tắc Maccopnhicop theo hướng tạo thành cacbocation bền vững Ví dụ: + CH2 C CH CH2 + H (+) CH2 C CH CH3 CH3 CH3 (A) CH3 (+) CH3 C (+) CH3 CH C CH2 CH CH2 (+) CH3 C CH CH2 CH3 (B) CH3 Cation (B) bền (A) có cấu trúc cation bậc ba đó, phản ứng proton hoá giai đoạn đầu cần phải proton hóa C nhanh C4 điều kiện cân bằng, sản phẩm 1,4: CH3 C CH CH2Br CH3 Ví dụ: Có sản phẩm tạo thành cho HCl tác dụng với isopren? A B C D (Câu 20 - đề kiểm tra tiết lớp 11) Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 94 Giải: Khi cho HCl tác dụng với isopren có sản phẩm cộng theo kiểu 1,2; 1,4 3,4 (vì ankađien liên hợp bất đối xứng): 1,2 Cl CH3 C CH CH2 CH3 CH2 C CH CH2 + HCl CH3 1,4 3,4 H CH2 C CH CH2 Cl CH3 CH3 C CH CH2 Cl CH3 CH2 C CH CH3 Cl CH3 Cl CH2 C CH CH3 CH2 C CH2 CH2 CH3 CH3 Cl ĐA: B • Khi trùng hợp butađien-1,3: n CH2 CH CH CH2 1,4 ( CH2 CH CH CH2) n 1,2 ( CH2 CH ) n CH CH2 Phản ứng xảy theo chế gốc xảy theo hướng tạo gốc bền Ngoài ra, sản phẩm cộng 1,2 tạo mắt xích ( CH2 CH ) cồng kềnh, CH CH2 khó kết hợp với nhau, mắt xích tạo thành theo kiểu cộng 1,4 mạch thẳng nên khả kết hợp với dễ dàng Do đó, phản ứng trùng hợp theo kiểu cộng 1,4 1.4 Chương Anđehit – Xeton – Axit cacboxylic So sánh tính axit hợp chất hữu [3], [17] Ảnh hưởng cấu tạo đến tính axit Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 95 O R H C O Tính axit phụ thuộc nhiều vào gốc R Gốc hút e liên kết OH dễ phân li anion RCOO(-) sinh bền (vì điện tích âm giải toả rộng) làm cho cân chuyển dịch sang phải, kết K a tăng lên Ngược lại, gốc đẩy e liên kết O-H phân li độ bền RCOO (-) giảm, làm cho Ka giảm Vì lẽ ta có quy luật sau : - Axit fomic có tính axit mạnh đồng đẳng - Nếu gốc R có nhóm -I, tính axit mạnh lên theo độ mạnh hiệu ứng –I Ví dụ : Axit : CH3COOH < Cl-CH2COOH < F-CH2COOH < F2CHCOOH pKa : 4,76 2,87 2,57 1,24 - Nhóm -I gần nhóm –COOH, tính axit mạnh hiệu ứng –I tăng Ví dụ: Axit: CH3CH2CH2COOH < CH2CH2CH2COOH < CH3CH CH2COOH < CH3CH2CH COOH Cl Cl Cl pKa: 4,82 4,52 4,06 2,84 - Các axit không no thường có tính axit mạnh axit no tương ứng χC sp3 < χC sp < χ Csp Ví dụ: Axit: CH3CH2COOH pKa: < CH2 CH COOH < CH C COOH 4,87 4,25 1,84 - Các axit thơm có tính axit mạnh axit no phụ thuộc nhiều vào ảnh hưởng nhóm vòng Ví dụ: Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 96 COOH COOH COOH COOH < < CH3 COOH < CH3 pKa: 4,89 4,90 NO2 4,37 4,18 3,4 Ảnh hưởng liên kết hiđro đến tính axit hợp chất hữu cơ: Liên kết hiđro đặc biệt liên kết hiđro nội phân tử gây ảnh hưởng đến tính axit HCHC Chẳng hạn: HO OH O C O C H O Ka.105 6,3 105 Xem xét linh động nguyên tử H nhóm –OH ancol, phenol, axit cacboxylic Từ CTCT giá trị độ âm điện nguyên tố ta có : R O H O H R C O H O Như vậy, H –OH axit cacboxylic linh động có nhóm C=O hút e mạnh, H nhóm –OH phenol có liên hợp nguyên tử O nhóm –OH với nguyên tử cacbon nhân thơm cuối nguyên tử H nhóm –OH ancol Xem xét vấn đề giúp học sinh giải tập có dạng : xếp chất theo chiều tăng dần tính axit, so sánh nhiệt độ sôi chất, giải thích tính tan nước,… hợp chất hữu Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 97 Ví dụ 1: Cho hợp chất sau: CH 2Cl – CH2COOH ; CH3COOH; HCOOH; CH3CH(Cl)COOH Hãy xếp hợp chất theo thứ tự giảm dần tính axit? A HCOOH>CH3COOH>CH3CH(Cl)COOH>CH2Cl – CH2COOH B CH3CH(Cl)COOH>CH3COOH>CH2Cl – CH2COOH >HCOOH C CH3CH(Cl)COOH>CH2Cl – CH2COOH >HCOOH>CH3COOH D CH3COOH>HCOOH>CH3CH(Cl)COOH>CH2Cl – CH2COOH (Câu 22 - Đề kiểm tra lớp 11) Giải: Hai axit có chứa Cl có tính axit mạnh Cl hút e làm cho liên kết O-H phân cực mạnh hơn, nguyên tử H linh động Nhưng CH3CH(Cl)COOH có tính axit mạnh CH 2Cl – CH2COOH nguyên tử Cl gần nhóm –COOH nên làm liên kết O-H phân cực Axit CH3COOH có tính axit nhỏ có nhóm –CH nhóm đẩy e, làm liên kết O-H phân cực hơn, làm nguyên tử H linh động O O Cl CH2 CH2 CH3 C O H CH Cl O C CH3 O C O H Vậy thứ tự giảm dần tính axit xếp sau: CH3CH(Cl)COOH>CH2Cl – CH2COOH >HCOOH>CH3COOH ĐA: C Ví dụ : Sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính axit hợp chất sau: OH OH OH CH3 NO2 (1) A (1)[...]... electronphin trong nhân benzen Quy luật thế trong dẫn xuất một lần thế - Các nhóm thế có hiệu ứng +C, +H hoặc +I mạnh thường hoạt hoá nhân thơm (trừ halogen) và định hướng cho nhóm thế mới ưu tiên đi vào các vị trí ortho và para Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 28 - Trái lại, các nhóm thế có hiệu ứng –C, -H và –I phản hoạt hoá nhân thơm và định hướng cho nhóm thế mới ưu tiên đi vào vị trí... luật thế trong dẫn xuất hai lần thế - X và Y đều có hiệu ứng +C: Nếu X và Y ở vị trí meta, sự định hướng phù hợp nhau, nếu ở vị trí ortho hoặc para, nhóm thế có hiệu ứng +C mạnh hơn sẽ quyết định hướng thế - X có hiệu ứng +C, Y có hiệu ứng –C: nếu chúng ở vị trí ortho hoặc para, sự định hướng phù hợp nhau, nếu ở vị trí meta nhóm +C sẽ quyết định hướng thế - X và Y đều có hiệu ứng –C: phản ứng rất khó khăn,... yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng SN1, SN2 a) Cấu tạo gốc hiđrocacbon - Gốc no: Bậc của gốc R trong RX càng cao, khả năng phản ứng S N2 càng giảm, trong khi đó khả năng phản ứng SN1 càng tăng - Gốc không no và gốc thơm: Các gốc alyl và benzyl làm cho khả năng phản ứng SN1 cũng như SN2 đều tăng, trái lại các gốc vinyl và phenyl làm giảm mạnh khả năng phản ứng Ph − CH 2 , CH 2 = CHCH 2 X > CH3CH2X > PhX, CH... chất có cấu trúc và tính chất vật lý và hoá học giống nhau nhưng khác nhau về khả năng quay mặt phẳng ánh sáng phân cực gọi là đồng phân quang học Nguyên nhân gây ra tính hoạt động quang học là do phân tử không có yếu tố đối xứng nào trong phân tử (trục, tâm hay mặt phẳng đối xứng…) Vậy điều kiện cần và đủ để xuất hiện đồng phân quang học là phân tử không có bất kì một yếu tố đối xứng nào trong phân tử... (H-C-C-X) ở trên một mặt phẳng, trong đó các nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị tách (H và X) ở vị trí anti đối với nhau δX X R R R Y -X - HY δR- R Y H H R TTCT anti - δ X H H Y R R R δ- X Y -X - HY R R R TTCT syn c) Dẫn chứng Phản ứng tách HHal từ RHal có bậc 2 và cần bazơ mạnh, v = [RHal][Y -] Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 32 3.5.3 Hướng tách E1 và E2 - Trong phản ứng E1, nhóm X tách... tử A và B từ các bán kính cộng hoá trị r A và rB dựa theo biểu thức: dA-B = rA +rB Nhìn chung bậc của liên kết (đơn, đôi hoặc ba) càng tăng thì liên kết càng ngắn Đối với liên kết đơn giữa cacbon với nguyên tử khác, độ dài liên kết giảm khi tăng tỉ lệ obitan s trong obitan lai hoá (sp 3 > sp2 > sp) hay nói cách khác độ dài liên kết giữa hai nguyên tử C càng giảm nếu liên kết π càng tăng • Các đặc điểm. .. phía vào C(+) phải tương đương nhau, như vậy nếu xuất phát từ RX quang hoạt (cấu dạng R hoặc S) sau phản ứng được biến thể Raxemic Y C C C quay cấu hình Raxemic hoá - -X C Y giữ nguyên cấu hình Thực tế, sự raxemic hoá xảy ra không hoàn toàn vì tỷ lệ sảm phẩm quay cấu hình và giữ nguyên cấu hình thường lớn hơn 1 Đó là vì khi R (+) kém bền, X(-) chưa kịp ra xa, Y (-) đã tiến công R(+) và do vậy phải đi vào... raxemic sẽ tăng theo Như vậy, phản ứng S N1 gây nên sự raxemic hoá và một phần quay cấu hình c) Dẫn chứng Khoá luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 25 Phản ứng có bậc 1, v = k[ RX], tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào Y (-) Sự chuyển vị Vanhe-Mecvai trong phản ứng thế nuclêophin Đây là loại chuyển vị làm thay đổi bộ khung cacbon trong phản ứng thế (mà thực chất là sự chuyển vị từ một R (+) kém... nóng chảy của nitrophenol là: para 1140C, ortho: 440C Sự hình thành liên kết hiđro giữa chất tan và dung môi làm tăng mạnh độ tan trong dung môi đó Độ tan sẽ tăng khi khả năng tạo liên kết hiđro của nhóm chức tăng và giảm khi gốc hiđrocacbon (không có khả năng tạo liên kết hiđro) càng lớn Ví dụ: Độ tan trong nước (g/100g H2O): CH3COOH: ∞ , HCOOCH3: 30, C2H5OH: ∞ , n-C4H9OH: 7,4 2.3 Phương pháp biểu... thế Khi R không thay đổi, khả năng phản ứng thế nucleophin của X trong RX giảm theo thứ tự sau: (+) X: PhSO 2O > I > Br ~ O H 2 > Cl > ONO 2 > F > OH ktđ: 6 3 1 1 0,02 0,01 10 -4 10-10 c) Bản chất và nồng độ tác nhân nucleophin Nói chung phản ứng SN1 không phụ thuộc tác nhân nucleophin trong khi đó tốc độ phản ứng SN2 lại tăng theo nồng độ và lực nucleophin của tác nhân Lực này phụ thuộc cấu trúc của ... giáo khoa cũ Những điểm khó sách giáo khoa Hoá học Trung học phổ thông Ban Khoa học tự nhiên - phần Hóa hữu (lớp 11 12) so với sách giáo khoa cũ Sách giáo khoa cũ Chương Sách giáo khoa – Ban KHTN... sách giáo khoa cũ sách giáo khoa thí điểm Kho luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền - Nghiên cứu vấn đề gây nhiều khó khăn cho giáo viên học sinh thực tiễn dạy học Hóa hữu sách giáo khoa thí... compozit, cao su thi n nhiên cao su tổng hợp, keo dán tự nhiên keo dán tổng hợp Kho luận tốt nghiệp ĐHSP SVTH Lê Thị Mỹ Huyền 48 Những vấn đề hoá hữu khó sách giáo khoa thí điểm (Ban KHTN) 2.1 Chương