Mẹo Hóa học - Tổng hợp các kiến thức về Hóa hữu cơ cần biết

Mẹo Hóa học - Tổng hợp các kiến thức về Hóa hữu cơ cần biết

Hóa hữu cơ là học phần rất quan trọng trong chương trình hóa học trung học phổ thông. Để hiểu rõ hơn về kiến thức này mời các bạn cùng tham khảo bài viết dưới đây!

I. Hóa hữu cơ là gì?

Hóa hữu cơ được định nghĩa là các phản ứng liên quan đến các chất hữu cơ, mà đại đa số được cấu tạo nên từ 3 nguyên tố chính là C, H và O. Các chất hữu cơ được sử dụng rất nhiều trong thí nghiệm cũng như có tính ứng dụng cao trong cuộc sống như thực phẩm, vật liệu xây dựng...

II. Các chất hóa học hữu cơ thường gặp và tên gọi

• Đặc điểm của hóa hữu cơ

Chất hữu cơ thường tồn tại dưới dạng hỗn hợp, khoa học hiện đại đã phát triển nhiều phương pháp để đánh giá độ tinh sạch, đặc biệt quan trọng phải kể đến là kỹ thuật sắc ký như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và sắc ký khí. Bên cạnh đó là các phương pháp thông thường để tách chiết như chưng cất, kết tinh, và chiết bằng dung môi.

Các hợp chất hữu cơ thông thường được định danh bằng các thí nghiệm hóa học, thường được gọi là "phương pháp ướt" (dùng nhiều các thuốc thử để định tính trong dung dịch). Tuy vậy các phương pháp đó đã dần được thay thế bằng các phương pháp quang phổ hay các máy phân tích chuyên sâu.[8] Các phương pháp phân tích sau được liệt kê theo thứ tự tiện ích cũng tăng dần của phương pháp:

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) là kỹ thuật được dùng phổ biến nhất, phương pháp này cho phép đọc các thông tin tính hiệu từ các nguyên tử và cấu trúc lập thể từ đó chuyển chúng thành các phổ tương quan. Nguyên tắc của phương pháp dựa vào sự hiện diện của các đồng vị tự nhiên của hydro và carbon, từ đó mà có phổ NMR của 1H và 13C.

• Tính chất của hóa hữu cơ

Tính chất vật lý của các hợp chất hữu cơ thường bao gồm định tính và định lượng. Các thông số cho quá trình định lượng bao gồm điểm nóng chảy, điểm sôi, và chỉ số khúc xạ. Định tính bao gồm nhận biết về mùi, độ đồng nhất, độ tan, và màu sắc.

• Điểm nóng chảy và điểm sôi của hóa hữu cơ

Hợp chất hữu cơ rất dễ nóng chảy hay sôi. Ngược lại, trong khi các vật liệu vô cơ nói chung có thể bị nóng chảy, nhiều chất không thể đun sôi, thay vào đó có xu hướng phân hủy. Trước đây, điểm nóng chảy (m.p.) và điểm sôi (b.p.) cung cấp những thông tin cơ bản về độ tinh khiết và định danh sơ lược các hợp chất hữu cơ. Chúng có mối tương quan với tính phân cực của phân tử và khối lượng phân tử. Vài chất hữu cơ, đặc biệt là các hợp chất đối xứng dễ bay hơi hơn là tan chảy. Các chất hữu cơ thường không ổn định ở nhiệt độ trên 300 °C, nói cách khác, chúng dễ bị phân hủy khi vượt quá nhiệt độ trên, mặc dù có một số ngoại lệ.

• Độ hòa tan của hóa hữu cơ

Chất hữu cơ không phân cực có xu hướng kỵ nước, nghĩa là chúng ít tan trong nước và tan nhiều trong các dung môi hữu cơ khác. Có một vài ngoại lệ với một số chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp như rượu, amine, và acid carboxylic nhờ các liên kết hidro. Các chất hữu cơ thường dễ tan trong dung môi hữu cơ. Dung môi có thể là ether tinh khiết hay rượu ethanol, hay hỗn hợp, cũng có thể là các dung môi thân dầu như ether dầu hỏa hoặc các dung môi có vòng benzen khác chưng cất phân đoạn và tinh chế lại từ dầu hỏa. Độ hòa tan trong các dung môi khác nhau tùy thuộc vào loại dung môi và các nhóm chức hiện diện.

• Tính chất ở thể rắn

Các tính chất đặc biệt khác nhau của tinh thể phân tử và polyme hữu cơ với các hệ liên hợp được quan tâm tùy thuộc vào các ứng dụng, ví dụ: cơ nhiệt và cơ điện như tính áp điện, tính dẫn điện (xem polyme dẫn điện và chất bán dẫn hữu cơ) và tính chất quang điện (ví dụ: quang học phi tuyến tính). Vì lý do lịch sử, các tính chất như vậy chủ yếu là chủ đề của các lĩnh vực khoa học polyme và khoa học vật liệu.

Xem ngay: 

• Tổng hợp công thức của một số hợp chất hóa hữu cơ
• Phương trình hóa học hữu cơ

III. Phân loại các hợp chất hóa hữu cơ

• Nhóm chức

Họ hóa hữu cơ axít carboxylic có chứa một nhóm chức carboxyl (-COOH). Axit axetic, minh họa ở đây, là một ví dụ.

• Hợp chất không vòng

Các hidrocacbon không vòng được chia thành ba nhóm dãy đồng đẳng theo trạng thái bão hòa của chúng:

- ankan (parafin): hiđrôcacbon không vòng, không có liên kết đôi hoặc ba (không no), tức là chỉ liên kết đơn C-C, C-H

- anken (olefin): hiđrôcacbon không vòng có chứa một hoặc nhiều liên kết đôi, tức là di-olefin (dien) hoặc poly-olefin.

- alkynes (axêtilen): hiđrôcacbon không vòng có một hoặc nhiều liên kết ba.

• Hợp chất thơm

Hiđrôcacbon thơm chứa liên kết đôi liên hợp. Điều này có nghĩa là mọi nguyên tử cacbon trong vòng được lai hóa sp2, tăng tính ổn định. Ví dụ quan trọng nhất là benzen, cấu trúc được phát hiện ra bởi Kekulé, người đầu tiên đề xuất nguyên tắc phân định hoặc cộng hưởng để giải thích cấu trúc của nó. Đối với các hợp chất vòng "thông thường", mùi thơm được tạo ra bởi sự có mặt của các electron pi 4n + 2 bất định, trong đó n là một số nguyên. Sự không ổn định đặc biệt (tính không thơm) được cho là do sự hiện diện của các electron pi liên hợp 4n.

• Polyme

Một tính chất quan trọng của cacbon là nó dễ dàng tạo thành chuỗi, hoặc mạng, được liên kết bởi các liên kết cacbon-cacbon. Quá trình liên kết được gọi là trùng hợp, trong khi các chuỗi, hoặc mạng, được gọi là polyme. Các hợp chất nguồn được gọi là một monome. Hai nhóm polyme chính tồn tại: polyme tổng hợp và polyme sinh học.

Polyme tổng hợp được sản xuất nhân tạo và thường được gọi là polyme công nghiệp.[20] Polyme sinh học xảy ra trong một môi trường tự nhiên, hoặc không có sự can thiệp của con người. Các polyme hữu cơ tổng hợp phổ biến là polyetylen (polythene), polypropylen, ni lông, polytetrafloetylen (PTFE), polystyren, polyesters, polymethylmethacrylate (được gọi là Perspex và plexiglas), và polyvinyl clorua (PVC).

Trên đây là toàn bộ kiến thức chúng tôi muốn chia sẻ về hóa hữu cơ ôn thi đại học, cùng học vui chúc các bạn đạt được điểm số cao!