Hãy nêu nhận xét đặc điểm cấu tạo phân tử của các alkane. Vì sao alkane còn được gọi là hydrocarbon bão hoà hay hydrocarbon no?
Benzene, toluene, styrene và naphthalene là những hydrocarbon thơm (arene) có công thức cấu tạo như ở Hình 14.1:
Hãy nhận xét điểm giống nhau và khác nhau về cấu tạo của các hợp chất hydrocarbon thơm trên với alkane và alkene.
- Giống nhau: hydrocarbon thơm, alkane và alkene đều được cấu tạo bởi nguyên tố C và nguyên tố H.
- Khác nhau:
+ Hydrocarbon thơm có vòng benzene.
+ Alkane và alkene là những hydrocarbon mạch hở, không có vòng benzene.
Nhận xét đặc điểm cấu tạo phân tử benzene và cho biết nó có đặc điểm gì khác so với các hydrocarbon đã học.
Đặc điểm cấu tạo phân tử benzene:
+ Gồm 6 nguyên tử H và 6 nguyên tử C nằm trong cùng một mặt phẳng.
+ 6 nguyên tử C tạo thành hình lục giác đều, mỗi nguyên tử C lại liên kết với một nguyên tử H nữa.
+ Độ dài các liên kết C-C bằng nhau, độ dài các liên kết C-H cũng như nhau.
- Trong phân tử benzene có vòng benzene, khác so với các hydrocarbon đã học.
Nhận xét đặc điểm cấu tạo của phân tử phenol về nhóm chức và gốc hydrocarbon. Từ đó dự đoán về tính chất hoá học ở nhóm chức (so sánh với alcohol) và ở gốc hydrocarbon (so sánh với benzene).
Tham khảo:
Trong phân tử phenol, nhóm –OH liên kết trực tiếp với vòng benzene. Chính nhờ có sự liên kết này, vòng benzene trở thành nhóm hút electron, làm giảm mật độ electron ở nguyên tử oxygen và tăng sự phân cực của liên kết O–H (so với trong phân tử alcohol); đồng thời làm tăng mật độ electron trong vòng benzene, nhất là ở các vị trí ortho và para.
=> Phenol có phản ứng thế nguyên tử H ở nhóm –OH (thể hiện tính acid) và phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzene.
Em hãy viết công thức electron, công thức Lewis của các hydrocarbon sau: C2H6, C2H4, C2H2. Nhận xét sự khác nhau về đặc điểm liên kết trong phân tử của ba hydrocarbon trên.
So sánh đặc điểm cấu tạo của các phân tử alkene, alkyne và alkane.
- Giống nhau: đều là các hidrocarbon mạch hở
- Khác nhau:
+ Phân tử alkane chỉ chứa các liên kết đơn (VD: CH3-CH2-CH2-CH3)
+ Phân tử alkene có chứa liên kết đơn và một liên kết đôi C = C. (VD: CH2=CH-CH2-CH3)
+ Phân tử alkyne có chứa liên kết đơn và một liên kết ba C ≡ C (VD: CH≡C-CH2-CH3)
Giống nhau: Đều là những hidrocabon mạch hở
Khác nhau:
-Akan: Chỉ chứa liên kết đơn
-Aken: Có chứa liên kết đôi C=C
-Akin: Có chứa liên kết ba \(C\equiv C\)
Alkane X có công thức phân tử C5H12. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên alkane X, biết X chỉ có thể tạo ra một dẫn xuất monochloro duy nhất.
Tham khảo:
CTCT của X là 2,2 - dimethylpropane
Viết công thức cấu tạo và gọi tên thay thế của các hydrocarbon có công thức phân tử C5H12.
\(CH_3-\left[CH_2\right]_3-CH_3:pentan\left(n-pentan\right)\\ CH_3-CH\left(CH_3\right)-CH_2-CH_3:2-metylbutan\\ CH_3-C\left(CH_3\right)_2-CH_3:2,2-đimetylpropan\)
Viết các công thức cấu tạo và gọi tên theo danh pháp thay thế của alkane có công thức phân tử C5H12 và phân loại các đồng phân đó.
Tham khảo:
- Đồng phân không phân nhánh: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3: pentane.
- Đồng phân phân nhánh:
: 2 - methylbutane
: 2,2 – dimethylpropane.
Viết công thức cấu tạo dạng đầy đủ của các hydrocarbon có công thức phân tử là CH4, C2H6 và C3H8. Dự đoán tính chất hoá học của các chất dựa vào đặc điểm liên kết của chúng.
Tham khảo:
- CH4
- C2H6
- C3H8
Trong phân tử alkane chỉ có các liên kết σ bền và kém phân cực. Mỗi nguyên tử carbon cũng như hydrogen đã tạo ra số liên kết cộng hoá trị lớn nhất của chúng. Vì thế, các alkane khó tham gia vào các phản ứng hoá học và phản ứng xảy ra sẽ kèm theo việc thay thế nguyên tử hydrogen hoặc bẻ gãy mạch carbon. Ở điều kiện thường, các alkane kém hoạt động, chúng không tác dụng với acid, kiềm và một số chất oxi hoá như dung dịch KMnO4, K2Cr2O7,... Các phản ứng tiêu biểu của alkane là phản ứng thế halogen (chlorine, bromine), phản ứng cracking, phản ứng reforming và phản ứng cháy.