Công thức tính độ bất bão hòa hóa học 11
Việc xác định số lượng liên kết pi và số vòng của một chất sẽ hỗ trợ chúng ta giải quyết bài toán hữu cơ một cách hiệu quả. Để biết tổng số liên kết pi và vòng trong một chất, người ta sẽ tính toán độ bất bão hòa của chất đó. Hãy cùng tham khảo bài viết về công thức tính độ bất bão hòa dưới đây để hiểu rõ hơn về cách xác định độ bất bão hòa trong các hợp chất hữu cơ.
Độ bất bão hòa là gì? Cách tính nhanh
Độ bất bão hoà (k) là đại lượng đặc trưng cho mức độ chưa no của một hợp chất hữu cơ được tính bằng tổng số liên kết pi (π) và số vòng trong công thức cấu tạo.
Công thức tính độ bất bão hòa như sau:
Trong đó:
- S1: Tổng số nguyên tử có hóa trị 1
- S3: Tổng số nguyên tử có hóa trị 3
- S4: Tổng số nguyên tử có hóa trị 4
Lưu ý: Số lượng nguyên tử có hóa trị 2 không ảnh hưởng đến giá trị của k
Tính chất của độ bất bão hoà
Tính chất 1: k N (k≥0)
Tính chất 2: k (phân tử) = k (gốc hiđrocacbon) + k (nhóm chức)
Chú ý: Công thức tính k ở trên không đúng đối với muối amoni của axit cacboxylic. Nếu rơi vào trường hợp muối amoni thì cứ thêm vào 1 gốc muối amoni ta sẽ cộng thêm vào k tính theo công thức một đơn vị
Một số lưu ý về độ bất bão hòa
– Công thức tính độ bất bão hòa chỉ áp dụng cho hợp chất cộng hóa trị.
– Các nguyên tố hóa trị II như oxi, lưu huỳnh không ảnh hưởng tới độ bất bão hòa.
– Một số dạng/công thức thường gặp:
- CnH2n+2 (chỉ chứa nối đơn, mạch hở)
- CnH2n (có 1 nối đôi, mạch hở hoặc vòng no)
- CnH2n-2 (có 1 nối ba, mạch hở hoặc 2 nối đôi, mạch hở hoặc 1 nối đôi 1 vòng …)
- CnH2n-6 (chứa vòng benzen …)
- CxHyO (dạng R-OH; R-O -R’, R-CHO, R-CO-R’)
- CxHyO2 (dạng R-COOH, R-COO -R’, HO-R-CHO…)
- CxHyN (dạng R-NH2; R1-NH-R2,…)
Bài tập trắc nghiệm áp dụng tính độ bất bão hòa
Dưới đây là một số bài tập áp dụng tính độ bất bão hòa:
Câu 1:
Công thức CxHyOzNt có độ bất bão hòa là
A. (2x – y + t + 2)/2
B. (2x – y + t + 2)
C. (2x – y – t + 2)/2
D. (2x – y + z + t + 2)/2
Hướng dẫn
Áp dụng công thức tính được độ bất bão hòa
Đáp án A
Câu 2:
Vitamin A công thức phân tử C20H30O, có chứa 1 vòng 6 cạnh và không có chứa liên kết ba. Số liên kết đôi trong phân tử vitamin A là:
A. 7.
B. 6.
C. 5.
D. 4.
Hướng dẫn
Áp dụng công thức tính được độ bất bão hòa k = 6
Mà
k = v + π; v = 1
⇒ π = 5
Do hợp chất không chứa liên kết ba nên số liên kết đôi trong phân tử vitamin A là 5.
Đáp án C
Câu 3:
Chất nào sau đây có số liên kết π nhiều nhất (mạch hở)?
A. C3H9N.
B. C2H5N.
C. C4H8O3.
D. C3H4O4.
Hướng dẫn
Do các chất đều mạch hở ⇒ k = π + v = π.
A. π = k = (2 × 3 + 2 + 1 – 9) ÷ 2 = 0.
B. π = k = (2 × 2 + 2 + 1 – 5) ÷ 2 = 1.
C. π = k = (2 × 4 + 2 – 8) ÷ 2 = 1.
D. π = k = (2 × 3 + 2 – 4) ÷ 2 = 2.
⇒ C3H4O4 chứa nhiều liên kết π nhất
Đáp án D
Bài tập tự luận áp dụng tính độ bất bão hòa
Dưới đây là một số bài tập tự luận áp dụng tính độ bất bão hòa:
Bài 1:
Tính độ bất bão hoà trong các hợp chất sau: CH3COOH, C3H5COOH, C6H5NO2.
Lời giải
Nhận xét: ở đây ta có thể dùng công thức để tính tuy nhiên ta có thể dựa vào cấu tạo để nhẩm nhanh
+ Với CH3COOH ta có CH3 là gốc ankyl có k=0, nhóm cacboxyl (COOH) có k=1 nên tổng độ bất bão hoà của cả phân tử CH3COOH là 1
+ Với C3H5COOH ta có C3H5 là gốc không no có 1 liên kết đôi nên có k=1, nhóm cacboxyl (COOH) có k=1 nên tổng độ bất bão hoà của cả phân tử C3H5COOH là 2
+ Với C6H5NO2 ta có C6H5 là gốc phenyl có k=4 (3 liên kết π và 1 vòng), nhóm nitro (NO2) có k=1 nên tổng độ bất bão hoà của cả phân tử C6H5NO2 là 5.
Bài 2:
Tính độ bất bão hoà trong các chất sau: CH3-COONH4, CH2=CH-COONH3CH3, CH3NH3OOC-COONH3CH3.
Lời giải
+ Với CH3-COONH4
Theo công thức ta có ; thực tế cấu tạo có 1 nhóm COO nên k của cả phân tử phải là 1.
+ Với CH2=CH-COONH3CH3
Theo công thức ta có , thực tế cấu tạo gồm có 1 liên kết đôi ở gốc hiđrocacbon và có 1 nhóm COO nên k của cả phân tử phải là 2.
+ Với CH3NH3OOC-COONH3CH3
Theo công thức ta có , nhưng thực tế xét cấu tạo thì k=2
Nhận xét: Nếu rơi vào trường hợp muối amoni thì cứ thêm vào 1 gốc muối amoni ta sẽ cộng thêm vào k tính theo công thức một đơn vị.
Bài 3:
Ứng với công thức phân tử C3H5Br có bao nhiêu đồng phân cấu tạo?
Lời giải
Trước hết ta tính độ bất bão hoà k = 1, như vậy có 2 khả năng: hợp chất có 1 liên kết đôi, hoặc hợp chất có 1 vòng.
Nếu có 1 liên kết đôi thì có 3 đồng phân
Nếu có 1 vòng thì được 1 đồng phân
Như vậy có tất cả là 4 đồng phân.
Bài 4
Ứng với công thức phân tử C3H6O có bao nhiêu đồng phân cấu tạo mạch hở?
Lời giải
Trước hết ta tính độ bất bão hoà k = 1, như vậy có 2 khả năng: hợp chất có 1 liên kết đôi, hoặc hợp chất có 1 vòng. Do yêu cầu của đề bài là đồng phân cấu tạo mạch hở nên chỉ xét trường hợp có 1 liên kết đôi.
Hợp chất trên có 1 nguyên tử oxi và có 1 liên kết đôi nên có thể là ancol không no có 1 liên kết đôi, có thể là anđehit no mạch hở hoặc có thể là xeton no mạch hở.
– Nếu là ancol không no có 1 liên kết đôi thì có 1 đồng phân
– Nếu là anđehit no mạch hở thì có 1 đồng phân
– Nếu là xeton no mạch hở thì có 1 đồng phân
Như vậy có tất cả là 3 đồng phân.
Lời kết
Công thức tính độ bất bão hòa vừa được chia sẻ chi tiết qua các lý thuyết và bài tập minh họa. Việc nắm vững khái niệm này không chỉ giúp các em giải quyết tốt các bài toán hữu cơ mà còn nâng cao khả năng phân tích cấu trúc của các hợp chất.
Bài viết liên quan
Tổng quan công thức Faraday hóa và ứng dụng trong điện phân
Tìm hiểu chi tiết về công thức Faraday hóa học trong điện phân, cách áp dụng định luật và giải bài tập với phương pháp đơn giản. Hướng dẫn tính toán khối lượng chất điện phân chuẩn xác.
Thông tin chi tiết về công thức tỉ khối và cách áp dụng trong hóa học
Tìm hiểu công thức tỉ khối và cách áp dụng trong hóa học. Bài viết giải thích chi tiết các loại tỉ khối, phương pháp xác định và bài tập thực hành cho học sinh dễ hiểu.
Tổng quan công thức tính nồng độ đương lượng và cách áp dụng
Tìm hiểu chi tiết công thức tính nồng độ đương lượng, cách xác định đương lượng gam và giải bài tập với phương pháp đơn giản. Bao gồm công thức, ví dụ và bài tập mẫu có lời giải.
Tổng quan công thức tính số liên kết hóa trị và cách áp dụng chuẩn xác
Hướng dẫn công thức tính số liên kết hóa trị và phương pháp xác định chính xác các loại liên kết trong phân tử hữu cơ. Giải thích chi tiết cách tính liên kết σ, π kèm bài tập minh họa.
Phân tích công thức tính liên kết hidro và ứng dụng trong hóa học
Tìm hiểu công thức tính liên kết hidro và cách áp dụng trong các phân tử, gen, protein. Giải thích chi tiết bản chất, vai trò quan trọng trong nước, rượu và axit nucleic.
Công thức tính đồng phân và cách xác định nhanh các dạng đồng phân hóa học
Tìm hiểu công thức tính đồng phân và phương pháp xác định nhanh số đồng phân trong hóa học. Hướng dẫn chi tiết cách tính đồng phân ankan, ancol kèm bài tập và mẹo giải nhanh cho học sinh.