tổng hợp các phương pháp giải toán hóa học vô cơ và hữu cơ

PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong

1

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỮU CƠ và VÔ CƠ
& MỘT SỐ LƯU Ý VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ

A-GIẢI NHANH BÀI TOÁN TRẮC NGHIỆM VÔ CƠ
1/ H
2
SO
4
 2H
+
+ SO
4
2-
 H
2

HCl  H
+
+ Cl
-




VD1:Cho 2,81 g hỗn hợp Fe
2
O

3
, ZnO, MgO tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch H
2
SO
4
0,1M.
Khối lượng muối sunfat tạo ra trong dung dịch là:
Giải: nH
2
SO
4
=0,05 = n SO
4
2-
>nH
+
= 0,1
2H
+
+ O
2-
= H
2
O
0,1 0,05 mol
m muối = m oxit – m O(trong oxit) +m gốc axit =2,81 –0,05.16 +0,05.96 =6,81 gam
VD2:Cho 8 g hỗn hợp bột kim lọai Mg va Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 5,6 lit H
2
ở đktc.
Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là

Giải: nH
2
=0,25 > nHCl =nCl = 0,25.2 =0,5. m muối =8 + 0,5.35,5=25,75 gam
VD3Cho 11 gam hỗn hợp 2 kim loại tan hoàn toàn trong HCl dư thấy có 8,96 lít khí thoát ra (đkc) v à dd X,
cô cạn dd X thì khối lượng hỗn hợp muối khan thu được là (gam):
Giải: nH
2
=0,4 > nHCl =nCl
-
= 0,4.2 =0,8. m muối =kl kim loại +kl ion Cl
-
=11+0,8.35,3=39,4 gam
2/ Axít + Ocid bazơ ( kể cả ocid bazơ không tan)



VD1: Fe
2
O
3
 a mol
Phản ứng dung dịch HCl
Fe
x
O
y
 b mol

n
O

2-
= 3a+ by  2H
+
+ O
2-
 H
2
O
6a+2yb  3a+yb
VD2:Hoà tan 2,4 g một oxit sắt vừa đủ 90ml ddHCl 1M. Công thức của oxit sắt nói trên là:
Gọi CTPT oxit sắt là:FexOy a mol
nHCl =0,09mol
2H
+
+ O
2-
 H
2
O
0,09 0,045 mol
nO
2-
=ay = 0,045 (1)
56a + 16ya = 2,4 (2)
xa =0,03  x:y =2:3  CTPT là Fe
2
O
3

3/ Axít + Bazơ ( kể cả bazơ không tan)

VD:
Dung dịch H
2
SO
4
phản ứng với hổn hợp: Fe(OH)
3
amol, Al(OH)
3
bmol, Cu(OH)
2
cmol
n
OH
-
= 3a+3b+2c = n
H
+

4/ Axít + Kim Loại  Muối và giải phóng khí H
2




VD: Na H  ½ H
2

Al  3H 3/2 H
2
VD1:Cho 8.3 g hỗn hợp Al,Fe tác dụng hết với dung dịch HCl. Sau phản ứng khối lượng HCl tăng thêm 7.8
g. Khối lượng mỗi muối tạo ra trong dung dịch và kl mỗi kim loại trong hh
Giải;n H
2
=(8,3-7,8 ):2 =0,25
m
muối
= m
Kim Loại
+ m
gốc axít
m
2H
+
+ O
2
-
 H
2
O



H
+
+ OH
-

 H
2
O
nH
+

+ M


M
n+

+ n/2
H


PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong

2

3/2a+b = 0,25
27a +56 b= 8,3 > a=b= 0,1 mol
VD 2: Cho m gam nhôm,Magiê, sắt vào 250 ml dd X chứa hh axít HCl 1M,H
2
SO
4
0,5 M, thu được 0,2375
mol khí H
2
và dd Y.Tính pH của dd Y.

Giải:n H
+
bđ=0,25 +0,25.0,5.2 = 0,5
nH
+
pư = 0,2375.2=0,475
nH
+
dư =0,025 mol  C
H
+
=0,1  pH =1
5/ CO, H
2
khử oxít kim loại sau Al tạo Kim loại + CO
2
, H
2
O





VD
: Hổn hợp gồm CuO  amol
Fe
2
O
3

 bmol + CO  n
O(trong oxít)
= a+3b

CO + O  CO
2

a+3b  a+3b  a+3b
VD:Một hỗn hợp X gồm Fe
2
O
3
, FeO và MgO có khối lượng là 4,24 g trong đó có 1,2 g MgO. Khi cho X
phản ứng với CO dư (phản ứng hoàn toàn), ta được chất rắn A và hỗn hợp CO và CO
2
. Hỗn hợp này khi qua
nước vôi trong cho ra 5 g kết tủa. Xác định khối lượng Fe
2
O
3
, FeO trong hỗn hợp X.
Giải: m 2 oxit sắt là: 4,24 –1,2 =3,04 gam > 160 a +72 b =3,04
n CO
2
= n O(trong 2 oxit sắt) = 0,05 > 3a +b = 0,05 > a=0,01 ; b= 0,02
6/ Phản ứng giữa 2 ion chỉ xảy ra khi sản phẩm có chất kết tủa, dễ bay hơi, điện li yếu.
VD
1
: Ca
2+

+ CO
3
2-
 CaCO
3

2H
+
+ CO
3
2-
 H
2
O + CO
2

2H
+
+ S
2-
 H
2
S
Na
+
+ NO
3
-
x không xảy ra
VD

2
: Dung dịch chứa amol AlCl
3
, bmol CuCl
2
, cmol NaCl phản ứng dung dịch AgNO
3
dư thu dmol kết tủa.
Mối liên hệ a,b,c,d
n
Cl
-
= 3a+2b+c
 n
AgCl 
= n
Cl
-
= n
Ag
+
phản ứng
= 3a+2b+c = d
Ag
+
+ Cl
-
 AgCl
7/ Định luật bảo toàn khối lượng:
m

g
hổn hợp kim loại + m
1 g
dung dịch HCl thu được m
2 g
dung dịch A, m
3 g
khí B và m
4 g
rắn không tan.
Ta có : m + m
1
= m
2
+ m
3
+ m
4
 m
2
= m + m
1
– m
3
– m
4

8/ Bảo toàn điện tích:
Trong 1 dung dịch : Tổng điện tích dương = tổng điện tích âm
VD

1
: Dung dịch chứa amol Al
3+
, bmol Ca
2+
, cmol SO
4
2-
, dmol Cl
-
.
Ta co: 3a + 2b = 2c + d
VD
2
: m
g
hổn hợp Fe, Mg, Zn phản ứng dung dịch HCl dư thu (m+m
1
) gam muối.
m
g
hổn hợp trên phản ứng dung dịch HCl thu bao nhiêu gam muối?
. m
muối clorua
= m
kim loại
+ m
Cl
-
 m

Cl
-
= m
1g
 n
Cl
-
=
5,35
1
m
mol
. Bảo toàn điện tích: 2Cl
-
SO
4
2-
( 2.n
SO4
2-
= n
Cl
-
)

5,35
1
m

71

1
m

. muối sunfat = m +
71
1
m
x 96
VD3:Cho m g hỗn hợp Cu, Zn, Fe tác dụng với dung dịch HNO
3
loãng, dư thu được dung dịch A. Cô cạn
dung dịch A thu được (m+62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng không đổi thu
được chất rắn có khối lượng là:
Giải: n NO
3
-
=62:62 = 1mol > 2NO
3
-
> O
2-
. n O
2-
=0,5 mol
CO + O
( trong oxít)

t
o

CO
2


H
2
+ O
( trong oxít)
t
o
H
2
O
PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong

3

1 mol 0.5 mol
m oxit = m kim loại + m O = m + 0,5.16 =( m + 8 ) gam
Vídụ 4: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS
2
và a mol Cu
2
S vào dung dịch HNO
3
vừa đủ, thu
được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunf và khí NO duy nhất. Giá trị a là:
Giải: dd gồm:0,12 mol Fe
3+
, 2a mol Cu

2+
,(0,24+a) mol SO
4
2-
.
áp dụng Đlbt điện tích: 3.0,12 +2.2a =2(0,24 +a) a=0,06
9/ Bảo toàn nguyên tố :
VD
1
: Cho 1mol CO
2
phản ứng 1,2mol NaOH thu m
g
muối. Tính m?
.
2
-
CO
OH
n
n
= 1,2  sản phẩm tạo 2 muối
. Gọi CT 2 muối NaHCO
3
 amol BT nguyên tố Cacbon: a+b = 1 a= 0,08mol
Na
2
CO
3
 bmol BT nguyên tố Natri: a+2b = 1,2  b = 0,02mol

VD
2
: Hổn hợp A gồm FeO a mol, Fe
2
O
3
b mol phản ứng với CO ở t
0
cao thu được hổn hợp B gồm: Fe
cmol, FeO dmol, Fe
2
O
3
e mol, Fe
3
O
4
f mol. Mối quan hệ giữa a,b,c,d…
Ta có : n
Fe
(trong A)

= n
Fe
(trong B)




VD 3:

Hấp thụ hoàn toàn 0,12 mol SO
2
vào 2,5 lít dd Ba(OH)
2
a mol/l thu được 0,08 mol kết tủa. gí trị của a là bao
nhiêu.
Giải:n BaCO
3
=0,08  n C còn lại tạo Ba(HCO
3
)
2
= 0,04  nBa(HCO
3
)
2
=0,02
n Ba =n Ba(OH)
2
=0,08 + 0,02 =0,1  C
M
=0,1/2,5 =0,04 M
VD 4:Hòa tan 5,6 gam Fe vào dd H
2
SO
4
dư thu dược dd X.dd X phản ứng vừa đủ với V lít dd KMnO
4
0,5 M
giá trị của V là?

Giải:
nFe = nFe
2+
=0,1 mol  nMn
2+
= 0,1.1/5=0,02(đlBT electron)  V = 0,02:0.5 =0,04 lít
10/ Bảo toàn Electron :
. Chỉ sử dụng đối với phản ứng oxi hóa khử
. Phương pháp: + Xác định chất khử + xác định chất oxi hóa
+ Viết 2 quá trình + định luật bảo toàn Electron : n
e cho

= n
e nhận

VD : 0,3 mol Fe
x
O
y
phản ứng với dd HNO
3
dư thu được 0,1mol khí NO. Xác định Fe
x
O
y
.
Giải : xFe
2y/x
– ( 3x-2y)  xFe
+3

n
FexOy
= 0,3  n
Fe
2y/x
= 0,3x

x = 3
0,3x  0,3(3x-2y)  y = 4 hoặc x=y=1
N
+5
+ 3e  N
+2
0,3.(3x – 2y) = 0,3  3x – 2y = 1
0,3 0,1
Vậy CTPT : Fe
3
O
4
hoặc FeO
11/ Xác định CTPT chất :
VD :
1 oxít của sắt có % mFe chiếm 70%. Xác định CTPT của oxít.
Gọi CT của oxít là: Fe
x
O
y


y

x
 666,0
16
/
30
56/70
3
2
 Fe
2
O
3


B. HIDROCACBON:
CT chung: C
x
H
y
(x

1, y

2x+2). Nếu là chất khí ở đk thường hoặc đk chuẩn: x

4.
Hoặc: C
n
H
2n+2-2k

, với k là số liên kết

, k

0.
I- DẠNG 1: Hỗn hợp gồm nhiều hidrocacbon thuộc cùng một dãy đồng đẳng.
PP1:Gọi CT chung của các hidrocacbon
k
n
n
HC
22
2

(cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau)
- Viết phương trình phản ứng
- Lập hệ PT giải

n
, k.
- Gọi CTTQ của các hidrocacbon lần lượt là
k2n2nk2n2n
2211
H
C
,
H
C

và số mol lần lần lượt là

a
1
,a
2
….
a+3b = c + d + 3e + 4f

PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong

4

Ta có: +
aa

a
n
a
n
n
21
2211





+ a
1
+a
2

+… =n
hh

Ta có đk: n
1
<n
2


n
1
<
n
<n
2
.
Thí dụ : + Nếu hh là hai chất đồng đẳng liên tiếp và
n
=1,5
Thì n
1
<1,5<n
2
=n
1
+1

0,5<n
1
<1,5


n
1
=1, n
2
=2.
+ Nếu hh là đđ không liên tiếp, giả sử có M cách nhau 28 đvC (2 nhóm –CH
2
-)
Thì n
1
<
n
=1,5<n
2
=n
1
+2

n
1
=1, n
2
=3.
PP2 : - gọi CT chung của hai hidrocacbon là
yx
H
C
.
- Tương tự như trên


y,x

- Tách ra CTTQ mỗi hidrocacbon

H
C
,
H
C
2211
yxyx

Ta có: x
1
<
x
<x
2
, tương tự như trên

x
1
,x
2
.
y
1
<
y

<y
2
; ĐK: y
1
,y
2
là số chẳn.
nếu là đồng đẳng liên tiếp thì y
2
=y
1
+2. thí dụ
y
=3,5

y
1
<3,5<y
2
=y
1
+2

1,5<y
1
<3,5 ; y
1
là số chẳn

y

1
=2, y
2
=4
nếu là đđ không kế tiếp thì ta thay ĐK : y
2
=y
1
+2 bằng đk y
2
=y
1
+2k (với k là hiệu số nguyên tử
cacbon).
Cho vài thí dụ:
II. DẠNG 2: Tìm CTPT của hidrocacbon khi biết KL phân tử:
 Phương pháp: + Gọi CTTQ của hidrocacbon là C
x
H
y
; Đk: x

1, y

2x+2, y chẳn.
+ Ta có 12x+ y=M
+ Do y>0

12x<M


x<
12
M
(chặn trên) (1)
+ y

2x+2

M-12x

2x+2

x

14
2M

(chặn dưới) (2)
Kết hợp (1) và (2)

x và từ đó

y.
Thí dụ : KLPT của hydrocacbon C
x
H
y
= 58
Ta có 12x+y=58
+ Do y>o


12x<58

x<4,8 và do y

2x+2

58-12x

2x+2

x

4

x=4 ; y=10

CTPT hydrocacbon là C4H10.
III. DẠNG 3 : GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP
Khi giải bài toán hh nhiều hydrocacbon ta có thể có nhiều cách gọi :
- Cách 1 :
Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khó giải, dài, tốn thời gian.
- Cách 2: Gọi chung thành một công thức
yx
HC
hoặc
k22n2n
HC

(Do các hydrocacbon khác dãy đồng

đẳng nên k khác nhau)
Phương pháp:
Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là
yx
HC
(nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc
k22n2n
HC

(nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H
2
, Br
2
, HX…)
- Gọi số mol hh.
- Viết các ptpứ xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình

k,y,x n hoaëc

+ Nếu là
y,x
ta tách các hydrocacbon lần lượt là
HC,HC
2211
yxyx

Ta có: a
1
+a
2

+… =nhh
aa
axax
x
21
2211





aa
ayay
y
21
2211





Nhớ ghi điều kiện của x
1
,y
1
…
+ x
1



1 nếu là ankan; x
1


2 nếu là anken, ankin; x
1


3 nếu là ankadien…
Chú ý: + Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử C=1 nó là CH
4
(x1=1; y1=4)
PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong

5

+ Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử H=2 nó là C
2
H
2
(y
2
=4) (không học đối với
C
4
H
2
).
Các ví dụ:
IV. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT:

1. Gọi CT chung của các hydrocacbon là
k22n2n
HC


a.Phản ứng với H
2
dư (Ni,t
o
) (Hs=100%)
k22n2n
HC

+
k
H
2

 
o
t,Ni
2n2n
HC

hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H
2
dư
Chú ý
: Phản ứng với H
2

(Hs=100%) không biết H
2
dư hay hydrocacbon dư thì có thể dựa vào
M
của hh sau phản ứng. Nếu
M
<26

hh sau phản ứng có H
2
dư và hydrocacbon chưa no phản
ứng hết
b.Phản ứng với Br
2
dư:
k22n2n
HC

+
k
Br
2

k2k2n2n
BrHC


c. Phản ứng với HX
k22n2n
HC


+
k
HX

kk2n2n
XHC


d.Phản ứng với Cl
2
(a's'k't')
k22n2n
HC

+
k
Cl
2


HClxClHC
kk22n2n



e.Phản ứng với AgNO
3
/NH
3

2
k22n2n
HC

+xAg
2
O
 
3
NH
x
OxHAgHC
2x
xk22n2n



2) Đối với ankan:
C
n
H
2n+2
+ xCl
2

 
ASKT
C
n

H
2n+2-x
Cl
x
+ xHCl ĐK: 1

x

2n+2
C
n
H
2n+2

 
Crackinh
C
m
H
2m+2
+ C
x
H
2x
ĐK: m+x=n; m

2, x

2, n


3.
3) Đối với anken:
+ Phản ứng với H
2
, Br
2
, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1
+ Chú ý phản ứng thế với Cl
2
ở cacbon


CH
3
-CH=CH
2
+ Cl
2

 
C500
o
ClCH
2
-CH=CH
2
+ HCl
4) Đối với ankin:

+ Phản ứng với H

2
, Br
2
, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:2
VD: C
n
H
2n-2
+ 2H
2

 
o
t,Ni
C
n
H
2n+2

+ Phản ứng với dd AgNO
3
/NH
3

2C
n
H
2n-2
+ xAg
2

O

2CnH
2n-2-x
Ag
x
+ xH
2
O
ĐK: 0

x

2
* Nếu x=0

hydrocacbon là ankin

ankin-1
* Nếu x=1

hydrocacbon là ankin-1
* Nếu x= 2

hydrocacbon là C
2
H
2
.
5) Đối với aren và đồng đẳng:

+ Cách xác định số liên kết

ngoài vòng benzen.
Phản ứng với dd Br2

nhydrocacbo
Br
n
n
2


là số liên kết

ngoài vòng benzen.
+ Cách xác định số lk

trong vòng:
Phản ứng với H
2
(Ni,t
o
):

nhydrocacbo
H
n
n
2

* với

là số lk

nằm ngoài vòng benzen
*

là số lk

trong vòng benzen.
Ngoài ra còn có 1 lk

tạo vòng benzen

số lk

tổng là

+

+1.
VD: hydrocacbon có 5

trong đó có 1 lk

tạo vòng benzen, 1lk

ngoài vòng, 3 lk

trong vòng.

Vậy nó có k=5

CTTQ là C
n
H
2n+2-k
với k=5

CTTQ là C
n
H
2n-8

CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN


PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong

6

VÍ DỤ 1 :Đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp ,thu được 3,36 lít CO
2
(ĐKTC).Hai ankan
trong hỗn hợp là:
Giải : số nt cacbon trung bình= số mol CO
2
: số mol 2 ankan > CTPT
VD 2 :Đốt cháy 6,72 lít khí (ở đktc) hai hiđrocacbon cùng dãy đồng đẳng tạo thành 39,6 gam CO
2
và 10,8

gam H
2
O.
a)Công thức chung của dãy đồng đẳng là:
b) Công thức phân tử mỗi hiđrocacbon là:
Giải :Do chúng ở thể khí, số mol CO
2
> số mol H
2
O >là ankin hoặc ankadien
số mol 2 chất là :nCO
2
- n H
2
O = 0,3 > Số ntử cacbon trung bình là : nCO
2
:n 2HC=3
> n
1
=2 ,n
2
=4 > TCPT là C
2
H
2
và C
4
H
6
VD 3 :Cho 4,6 gam hỗn hợp 2 anken là đồng đẳng kế tiếp qua dung dịch brôm dư,thấy

có 16 brôm phản ứng.Hai anken là
Giải:n
Br2
= 0,1 =n
2anken
>số nguyên tử cacbon trung bình =
14.1,0
6,4
=3,3
 CTPT 2anken là: C
3
H
6
và C
4
H
8

VD 4:Khi đốt cháy 1hh gồm:0,1 mol C
2
H
4
và 1 hydrocacbon A,thu được 0,5 mol CO
2

và 0,6 mol H
2
O.CTPT của hydrocacbon A là:
Giải:nH
2

O > nCO
2
> A là ankan
Số mol A= nH
2
O - nCO
2
=0,1 > n =(0,5 – 0,1.2): 0,1 =2 >CTPT của A là:C
2
H
6
VD 5:Khi đốt cháy 0,2 mol hh gồm: C
2
H
2
và 1 hydrocacbon A,thu được:
số mol CO
2
=số mol H
2
O =0,5 mol.CTPT của hydrocacbon A là ?
Giải:nH
2
O = nCO
2
> A là ankan > nC
2
H
2
=n A= 0,1 > số nguyên tử cacbon trong Alà:

(0,5 –0,1.2): 0,1 =3 > ctpt của A là: C
3
H
8

V- MỘT SỐ DẠNG BIỆN LUẬN KHI BIẾT MỘT SỐ TÍNH CHẤT
PHƯƠNG PHÁP:
+ Ban đầu đưa về dạng phân tử
+ Sau đó đưa về dạng tổng quát (có nhóm chức, nếu có)
+ Dựa vào điều kiện để biện luận.
VD1
: Biện luận xác định CTPT của (C
2
H
5
)
n


CT có dạng: C
2n
H
5n

Ta có điều kiện: + Số nguyên tử H

2 số nguyên tử C +2

5n


2.2n+2

n

2
+ Số nguyên tử H là số chẳn

n=2

CTPT: C
4
H
10

VD2:
Biện luận xác định CTPT (CH
2
Cl)
n


CT có dạng: C
n
H
2n
Cl
n

Ta có ĐK: + Số nguyên tử H


2 số nguyên tử C + 2 - số nhóm chức

2n

2.2n+2-n

n

2.
+ 2n+n là số chẳn

n chẳn

n=2

CTPT là: C
2
H
4
Cl
2
.
VD3:
Biện luận xác định CTPT (C
4
H
5
)
n
, biết nó không làm mất màu nước brom.

CT có dạng: C
4n
H
5n
, nó không làm mất màu nước brom

nó là ankan loại vì 5n<2.4n+2 hoặc aren.
ĐK aren: Số nguyên tử H =2số C -6


5n =2.4n-6

n=2. Vậy CTPT của aren là C
8
H
10
.
 Chú ý các qui tắc:
+ Thế halogen vào ankan: ưu tiên thế vào H ở C bậc cao.
+ Cộng theo Maccôpnhicôp vào anken
+ Cộng H
2
, Br
2
, HX theo tỷ lệ 1:1 vào ankađien.
+ Phản ứng thế Ag
2
O/NH
3
vào ankin.

+ Quy luật thế vào vòng benzen
+ Phản ứng tách HX tuân theo quy tắc Zaixep.

C. NHÓM CHỨC
I- RƯỢU:
1) Khi đốt cháy rượu:
22
COOH
nn 

rượu này no, mạch hở.
2) Khi tách nước rượu tạo ra olefin

rượu này no đơn chức, hở.
3) Khi tách nước rượu A đơn chức tạo ra chất B.
-
1d
A/B


B là hydrocacbon chưa no (nếu là rượu no thì B là anken).
-
1d
A/B


B là ete.
PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUN -THPT EAHLEO YM:cungcong

7

OH
+
NaOH
ONa
+


H
2
O
CH
2
OH
+
NaOH


không phản ứng
4) - Oxi hóa rượu bậc 1 tạo ra andehit hoặc axit mạch hở.
R-CH2OH

]O[
R-CH=O hoặc R-COOH
- Oxi hóa rượu bậc 2 thì tạo ra xeton:
R-CHOH-R'

]O[
R-CO-R'
- Rượu bậc ba khơng phản ứng (do khơng có H)

5) Tách nước từ rượu no đơn chức tạo ra anken tn theo quy tắc zaixep: Tách -OH và H ở C có bậc
cao hơn
6) - Rượu no đa chức có nhóm -OH nằm ở cacbon kế cận mới có phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra
dd màu xanh lam.
- 2,3 nhóm -OH liên kết trên cùng một C sẽkhơng bền, dễ dàng tách nước tạo ra anđehit, xeton
hoặc axit cacboxylic.
- Nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đơi sẽ khơng bền, nó đồng phân hóa tạo thành
anđehit hoặc xeton.
CH
2
=CHOH

CH
3
-CHO
CH
2
=COH-CH
3


CH
3
-CO-CH
3
.
CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN
Rượu no
a. Khi đốt cháy rượu :
no

là rượu

này

rượu
n
n
22
COOH



rượu
CO
ứng phảnrượuCOOH
n
n
cácbontử nguyên sốnnn
2
22


Nếu là hổn hợp rượu cùng dãy đồng đẳng thì số ngun tử Cacbon trung bình.
VD
:
n
= 1,6  n
1
<

n
=1,6  phải có 1 rượu là CH
3
OH
b.
2
x

rượu
H
n
n
2
 x là số nhóm chức rượu ( tương tự với axít)
c. rượu đơn chức no (A) tách nước tạo chất (B) (xúc tác : H
2
SO
4
đđ)
. d
B/A
< 1  B là olêfin
. d
B/A
> 1  A là ete
d. + oxi hóa rượu bậc 1 tạo anđehit : R-CHO
 
0
,tCu
R- CH= O

+ oxi hóa rượu bậc 2 tạo xeton : R- CH – R’
O
R – C – R’
OH O
+ rượu bậc 3 khơng bị oxi hóa.

II. PHENOL
:
- Nhóm OH liên kết trực tiếp trên nhân benzen, nên liên kết giữa O và H phân cực mạch vì vậy
hợp chất của chúng thể hiện tính axit (phản ứng được với dd bazơ)




- Nhóm -OH liên kết trên nhánh (khơng liên kết trực tiếp trên nhân benzen) khơng thể hiện tính axit.



CHÚ Ý
KHI GIẢI TỐN
a/ Hợp chất HC
: A + Na  H
2

A
H
n
n
2
2

x
 x là số ngun tử H linh động trong – OH hoặc -
COOH.
PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUN -THPT EAHLEO YM:cungcong

8

b/ Hợp chất HC: A + Na  muối + H
2
O 
y
A
NaOH
n
ứng
phản
n
 y là số nhóm chức phản ứng với
NaOH là – OH liên kết trên nhân hoặc – COOH và cũng là số ngun tử H linh động phản ứng với
NaOH.
VD : .
1
n
n
A
H
2

 A có 2 ngun tử H linh động phản ứng Natri
.

1
A
NaOH
n
n
 A có 1 ngun tử H linh động phản ứng NaOH
. nếu A có 2 ngun tử Oxi
 A có 2 nhóm OH ( 2H linh động phản ứng Na) trong đó có 1 nhóm –OH nằm trên nhân thơm ( H linh
động phản ứng NaOH) và 1 nhóm OH liên kết trên nhánh như
HO-C
6
H
4
-CH
2
-OH

III. AMIN:
- Nhóm hút e làm giảm tính bazơ của amin.
- Nhóm đẩy e làm tăng tính bazơ của amin.
VD: C
6
H
5
-NH
2
<NH
3
<CH
3

-NH
2
<C
2
H
5
NH
2
<(CH
3
)
2
NH
2
(tính bazơ tăng dần)
CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN

x

amin
H
n
n
 x là số nhóm chức amin
VD: n
H
+
: n
amin
= 1 :1  amin này đơn chức

 CT của amin no đơn chức là C
n
H
2n+3
N (n  1)
. Khi đốt cháy n
H2O
> n
CO2
 n
H2O
– n
CO2
= 1,5 n
amin

.

amin
CO
n
n
2
số ngun tử cacbon
 Bậc của amin : -NH
2
bậc 1 ; -NH- bậc 2 ; -N - bậc 3

IV. ANĐEHIT :
1. Phản ứng tráng gương và với Cu(OH)

2
(t
o
)
R-CH=O +Ag
2
O
 
o
t,ddNH
3
R-COOH + 2Ag


R-CH=O + 2Cu(OH)
2


o
t
R-COOH + Cu
2
O

+2H
2
O
 Nếu R là Hydro, Ag
2
O dư, Cu(OH)

2
dư:
H-CHO + 2Ag
2
O
 
o
t,ddNH
3
H
2
O + CO
2
+ 4Ag


H-CH=O + 4Cu(OH)
2


o
t
5H
2
O + CO
2
+ 2Cu
2
O


 Các chất: H-COOH, muối của axit fomic, este của axit fomic cũng cho được phản ứng tráng
gương.
HCOOH + Ag
2
O
 
o
t,ddNH
3
H
2
O + CO
2
+2Ag


HCOONa + Ag
2
O
 
o
t,ddNH
3
NaHCO
3
+ 2Ag


H-COOR + Ag

2
O
 
o
t,ddNH
3
ROH + CO
2
+ 2Ag


 Anđehit vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa:
+ Chất khử: Khi phản ứng với O
2
, Ag
2
O/NH
3
, Cu(OH)
2
(t
o
)
+ Chất oxi hóa khi tác dụng với H
2
(Ni, t
o
)
CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN
a.

andehyt. chức nhóm sốlà x
n
n
anđehyt
Ag
 x2

+ Trường hợp đặc biệt : H-CH = O phản ứng Ag
2
O tạo 4mol Ag nhưng %O = 53,33%
PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUN -THPT EAHLEO YM:cungcong

9

+ 1 nhóm andehyt ( - CH = O ) có 1 liên kết đơi C = O  andehyt no đơn chức chỉ có 1 liên kết  nên
khi đốt cháy
22
COOH
n
n

( và ngược lại)
+ andehyt A có 2 liên kết  có 2 khả năng : andehyt no 2 chức ( 2 ở C = O) hoặc andehyt khơng no
có 1 liên kết đơi ( 1 trong C = O, 1  trong C = C).
b. +
andehyt chức nhóm sốlà
n
n
andehyt
OCu

2
xx 

+
andehyt chức nhóm sốlà
n
ứng
phản
n
andehyt
Cu(OH)
2
xx  2

+
C) C )đôi( kết liên số andehyt chức nhóm số (là x
n

ứng
phản
n
2
H
 x
andehyt

V. AXIT CACBOXYLIC:
+ Khi cân bằng phản ứng cháy nhớ tính cacbon trong nhóm chức.
VD: C
n

H
2n+1
COOH +
)
2
1n3
(

O
2

(n+1)CO
2
+ (n+1)H
2
O
+ Riêng axit fomic tráng gương, phản ứng với Cu(OH)
2
tạo

đỏ gạch.
 Chú ý axit phản ứng với Cu(OH)
2
tạo ra dd màu xanh do có ion Cu
2+

+ Cộng HX của axit acrylic, axit metacrylic, andehit acrylic nó trái với quy tắc cộng Maccopnhicop:
VD: CH
2
=CH-COOH + HCl


ClCH
2
-CH
2
-COOH
+ Khi giải tốn về muối của axit cacboxylic khi đốt cháy trong O
2
cho ra CO
2
, H
2
O và Na
2
CO
3

VD : C
x
H
y
O
z
Na
t
+ O
2


)

2
t
x( 
CO
2
+
2
y
H
2
O +
2
t
Na
2
CO
3
CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN

COOH) - (axít chức nhóm sốlà x
n
ứng
phản
n
axít
OH
-
 x

 Chí có axít fomic ( H-COOH) tham gia phản ứng tráng gương

 Đốt axít :
Ta có :
22nnCOOH
O
H
C
:
CT

lại)

ngược
và

(

chức.

đơn

no

trên
axít
n
n
2

2


loại) kim ứng phản(axít chức nhóm sốlà x
n
n
axít
H
2

2
sinh
x
ra

 Lưu ý khi giải tốn :
+ Số mol Na (trong muối hữu cơ) = số mol Na (trong Na
2
CO
3
) (bảo tồn ngun tố Na)
+ Số mol C (trong Muối hữu cơ) = số mol C (trong CO
2
) + Số mol C (trong Na
2
CO
3
) (bảo tồn
ngun tố C)
 So sánh tính axit : Gốc hút e làm tăng tính axit, gốc đẩy e làm giảm tính acit của axit cacboxylic.
VI. ESTE :
 cách viết CT của một este bất kì :

Este do axit x chức và rưỡu y chức : R
y
(COO)
x.y
R’
x
.
 Nhân chéo x cho gốc hidrocacbon của rượu và y cho gốc hdrocacbon của axit.
 x.y là số nhóm chức este.
VD : - Axit đơn chức + rượu 3 chức : (RCOO)
3
R’
- Axit 3 chức + rượu đơn chức : R(COO-R’)
3

1. ESTE ĐƠN CHỨC :
Este + NaOH

o
t
Muối + rượu
Este + NaOH

1 muối + 1 anđehit

este này khi phản ứng với dd NaOH tạo ra rượu
có nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đơi bậc 1, khơng bền đồng phân hóa tạo ra anđehit.
VD: R-COOCH=CH2 + NaOH

o

t
R-COONa + CH
2
=CH-OH


x

y
CH
3
-
CH=O

Đp hóa
PP GII TON HểA HC-GV NGUYN HONG NGUYấN -THPT EAHLEO YM:cungcong

10
Este + NaOH

1 mui + 1 xeton

este ny khi phn ng to ru cú nhúm OH liờn
kt trờn cacbon mang ni ụi bc 2 khụng bn ng phõn húa to xeton.
+ NaOH

o
t
R-COONa + CH
2

=CHOH-CH
3



Este + NaOH

2mui +H
2
O

Este ny cú gc ru l ng ng ca phenol hoc
phenol
VD :
+ 2NaOH

o
t
RCOONa + C
6
H
5
ONa + H
2
O
( do phenol cú tớnh axit nờn phn ng tip vi NaOH to ra mui v H
2
O)
Este + NaOH

1 sn phm duy nht

Este n chc 1 vũng

+NaOH

o
t



CCH XC NH S NHểM CHC ESTE :


Este
ửựng)NaOH(phaỷn
n
n


l s nhúm chc este (tr trng hp este ca phenol v ng ng
ca nú)
n
NaOH
cn <2n
este
(este phn ng ht)

Este ny n chcv NaOH cũn d.
Este n chc cú CTPT l : C

x
H
y
O
2


R-COOR K : y

2x
Ta cú 12x+y+32 = R + R + 44.
Khi gii bi toỏn v este ta thng s dng c hai cụng thc trờn.
+ Ct C
x
H
y
O
2
dựng t chỏy cho phự hp.
+ CT R-COOR dựng phn ng vi NaOH

CT cu to ca este.
Hn hp este n chc khi phn ng vi NaOH to 1 mui + 2 ru n chc

2 este ny cựng gc axit v do hai ru khỏc nhau to nờn.
Vy cụng thc 2 este l R-COO
'
R
gii

R,R ; K : R1<
'
R
<R2

CT
2
2
1
OHC
COORR
COORR
yx







Hn hp este n chc khi phn ng vi NaOH to ra 3 mui + 1 ru

3 este ny cựng gc
ru v do 3 axit to nờn.
CT 3 este l
R
COOR

CT 3este

'COORR
'COORR
'COORR
3
2
1

2
OHC
yx

Hn hp este khi phn ng vi NaOH

3 mui + 2 ru u n chc

CTCT ca 3este l
R
COO
'
R
(trong ú 2 este cựng gc ru)

CT 3este l:

'COORR
'COORR
'COORR
23
12
11



2
OHC
yx

Hn hp 2 cht hu c n chc khi phn ng vi NaOH thu c 1 mui + 1 ru : Cú 3 trng
hp xy ra :
+ TH1 : 1 axit + 1 ru



OH'R
RCOOH

+ TH2 : 1 axit + 1 este (cựng gc axit)



'RCOOR
RCOOH

+ TH3 : 1 ru + 1 este (cựng gc ru)



'RCOOR
OH'R

RCOOC=CH
2
CH
3
CH
3
-
CO
-
CH
3

p húa

RCOO
R
C
O
O
R COONa
OH
PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong

11
 Hỗn hợp hai chất hữu cơ khi phản ứng với dd NaOH thu được hai muối + 1 rượu (đều đơn chức).
Có hai trường hợp :
+ TH1 : 1 axit + 1 este



'RCOOR
RCOOH

+ TH2 : 2 este (cùng gốc rượu) :



'COORR
'COORR
2
1

RCOO
'
R
.
Hỗn hợp hai chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với dd NaOH thu được 1 muối + 2 rượu. Có hai
trường hợp :
+ TH1 : 1 rượu + 1 este




'RCOOR
OH'R

+ TH 2 : 2 este cùng gốc axit



2
1
RCOOR
RCOOR

 Lưu ý :
Nếu giả thiết cho các hợp chất hữu cơ đồng chức thì mỗi phần trên chỉ có 1 trường hợp là
hh 2 este (cùng gốc rượu hoặc cùng gốc axit).
2. ESTE ĐA CHỨC :
a) - Do axit đa chức + rượu đơn chức : R(COOR’)
x
(x

2)
- Nếu este này do axit đa chức + rượu đơn chức (nhiều rượu) : R(COO
'
R
)
x

- Nếu este đa chức + NaOH

1 muối+2rượu đơn chức


este này có tối thiểu hai chức.

VD : (3 chức este mà chỉ thu được 2 rượu)

- Nếu este này có 5 nguyên tử oxi

este này tối đa hai chức
este (do 1 chức este có tối đa hai nguyên tử oxi)
b) - Do axit đơn + rượu đa : (RCOO)
y
R’ (y

2)
+ Tương tự như phần a.
c) Este do axit đa + rượu đa : R
y
(COO)
x.y
R’
x
(ĐK : x,y

2)
nếu x=y

CT : R(COO)xR’
Khi cho este phản ứng với dd NaOH ta gọi Ct este là RCOOR’ nhưng khi đốt ta nên gọi CTPT là
C
x

H
y
O
2
(y

2x) vì vậy ta phải có phương pháp đổi từ CTCT sang CTPT để dễ giải.
VD : este 3 chức do rượu no 3 chức + 3 axit đơn chức (có 1 axit no, iaxit có 1 nối đôi, 1 axit có một
nối ba) (este này mạch hở)
Phương pháp giải : + este này 3 chức

Pt có 6 nguyên tử Oxi
+ Số lkết

: có 3 nhóm –COO- mỗi nhóm có 1 lk



3

.
+ Số lk

trong gốc hydrocacbon không no là 3 ( 1

trong axit có 1 nối đôi, 2

trong axit có
1 nối ba)


CT có dạng : CnH2n+2-2kO6 với k=6

CT : CnH2n-10O6.
+ Gọi CTCT là :


C
m+x+y+a+3
H
2m+2x+2y+2a-4
O
6


Đặt : n=m+x+y+a+3

C
n
H
2n-10
O
6

 Chú ý : Phản ứng este hóa giữa axit và rượu : (phản ứng không hoàn toàn)

+ Rượu đa chức + axit đơn chức :

xRCOOH + R’(OH)n
(RCOO)
x

R’(OH)
(n-x)
+ xH
2
O Điều kiện : 1

x

n
+ Rượu đơn + axit đa :

R(COOH)
n
+ xR’OH + xH
2
O
Điều kiện : 1

x

n
 Ngoài ra còn những este đăc biệt khác :
 Este do rượu đa, axit đa và axit đơn :
R
COOR
1
COOR
2
R
COOR

1
COOR
2
COOR
1
C
m
H
2m+1
COO
C
x
H
2x-1
COO
C
y
H
2y-3
COO
C
a
H
2a-1
H
+
, t
o
H
+

, t
o
R
(COOR')
x
(COOH)
(n-x)
PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUN -THPT EAHLEO YM:cungcong

12

VD :
Khi phản ứng với NaOH tạo ra R(COONa)
2
, R’COONa và R’’(OH)
3


Hoặc este + NaOH

muối của axit đa + rượu đa và rượu đơn
VD :

khi cho phản ứng với NaOH cho R(COONa)
3
+ R’(OH)
2
+ R’’OH

Este do axit tạp chức tạo nên :
VD : R-COO-R’-COO-R’’ khi phản ứng NaOh tạo : R-COONa, và R’’OH
VD :

khi phản ứng với NaOH tạo :


CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN :
 Este + NaOH

0
t
muối + nước

nó).cuả đẳng đồngvà (
phenolcủa este biệt đặc hợptrườngtrừ este chức nhóm sốlà
n
ứng
phản
n
este
NaOH
xx 

VD: CH
3
– COOC
6
H

5
+ NaOH

0
t
CH
3
– COONa + C
6
H
5
ONa + H
2
O
 Đốt cháy este :
22nnCO OH
O
H
C
là

CT


chức

đơn

no

này

este
n
n
22




VII. BIỆN LUẬN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ CĨ NHĨM CHỨC

CT chung : C
n
H
2n+2-x-2k
X
x
với X là nhóm chức hóa học : -OH, -CHO, -COOH, -NH
2
…
 Giả thiết cho CT dạng phân tử và một số tính chất của hợp chất hữu cơ.
 Phương pháp
:- Đưa CTPT về dạng CTCT có nhóm chức của nó.
- Đặt điều kiện theo cơng thức chung :
+ Nếu no : k=0 thì ta ln có số ngun tử H = 2 số ngun tử C + 2 – số nhóm chức.
+ Nếu khơng cho no thì ta có : số ngun tử H

2 số ngun tử C + 2 – số nhóm chức.
VD1 : Một rượu no có cơng thức là (C

2
H
5
O)
n
. Biện luận để xác định CTPTcủa rượu đó.
+ Đưa CT trên về dạng cấu tạo : (C
2
H
5
O)
n

C
2n
H
4n
(OH)
n

+ Đặt ĐK : số ngun tử H = 2 số ngun tử C + 2 – số nhóm chức

4n=2.2n+2-n

n=2

Ct rượu là C
4
H
8

(OH)
2

VD2 : Một axit hữu cơ có CTPT là (C
4
H
3
O
2
)
n
, biết rằng axit hữu cơ này khơng làm mất màu dd nước
brom. Xác định CTCT của axit ?
+ Đưa về dạng cấu tạo : (C
4
H
3
O
2
)
n


C
4n
H
3n
O
2n


C
3n
H
2n
(COOH)
n

+ Do axit hữu cơ này khơng làm mất màu nước brom nên có 2 trường hợp :
 Axit này no : (k=0) loại vì theo ĐK : H=2C+2-số nhóm chức

2n=6n+2-n

n<0.
 Axit này thơm : k=4 (do 3 lk

tạo 3 lk đơi C=C và một lk

tạo vòng benzen)
ĐK : H=2C+2-2k-số nhóm chức

2n=6n+2-8-n

n=2. Vậy Ct của axit là C
6
H
4
(COOH)
2
(vẽ CTCT : có 3

CT).


R
COO
COO
R'
COO R"
R
COO
COO
R"
R'
COO
R'
OH
COONa
R
COO
R
OOC
R'
OH
COONa
Tách và tinh chế chất

Gv: Nguyễn Cửu Phúc

CHUYÊN HÓA 12-LTĐH Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 8

I. PHƯƠNG PHÁP TÁCH :
 Phương pháp chưng cất để tách rời các chất lỏng hòa lẫn vào nhau (như rïu với nước , axit với
nước), có thể dùng biện pháp chưng cất rồi làm ngưng tụ để thu hồi hoá chất.
 Phương pháp chiết (dùng phễu chiết) để tách riêng những hóa chất không tan lẫn với nhau vì
chất lỏng sẽ bò phân thành 2 lớp (như dầu với nước, benzen với nước).
 Phương pháp lọc (dùng phểu lọc) để tách rời các chất không tan ra khỏi dung dòch .
 Phương pháp cô cạn: thu hồi các hóa chất dạng rắn tan được trong nước ( như muối trong dung
dòch, NaOH trong dung dòch )
II. PHẢN ỨNG TÁCH :

Phản ứng chọn để tách phải hội đủ các điều kiện :
Chỉ tác dụng lên một chất trong hỗn hợp •
•
•
Sản phẩm tạo thành có thể tách được dễ dàng ra khỏi hỗn hợp (có trạng thái vật lý khác với
trạng thái vật lý ban đầu của hỗn hợp hoặc tạo thành 2 chất lỏng phân lớp)
Từ sản phẩm phải tái tạo được chất ban đầu. (Vd: không dùng dung dòch Br
2
để tách phenol và
anilin vì không tái tạo được)




TÁCH RIÊNG VÀ TINH CHẾ
MỘT SỐ PHẢN ỨNG TÁCH VÀ TÁI TẠO
CHẤT HỮU CƠ PHẢN ỨNG TÁCH & TÁI TẠO PHƯƠNG PHÁP THU HỒI

ANKEN
R–CH =CH
2
+ Br
2
→ R–CHBr –CH
2
Br
R–CHBr–CH
2
Br + Zn → R–CH=CH
2
+ ZnBr
2

thu lấy anken khí bay ra (hoặc chiết
lấy anken lỏng phân lớp)
ANK-1-IN
2R–C≡CH + Ag
2
O
⎯→
NH
3
2R–C ≡ CAg ↓ + H
2
O
R–C≡CH + [Ag(NH
3
)

2
]OH ⎯→ R–C ≡ CAg ↓ + H
2
O + 2NH
3

R –C ≡ CAg + HCl → R–C ≡ CH + AgCl ↓
lọc bỏ kết tủa AgCl để thu hồi ankin
lỏng hoặc thu lấy ankin khí.
RƯU
2R–OH + 2 Na → 2R–ONa + H
2
↑
R–ONa + H
2
O → R–OH + NaOH
Chưng cất để thu hồi rượu.
PHENOL
C
6
H
5
–OH + NaOH → C
6
H
5
–ONa + H
2
O
C

6
H
5
–ONa + HCl → C
6
H
5
–OH + NaCl
làm lạnh để kết tinh hoàn toàn
phenol rồi lọc lấy.
ANILIN
C
6
H
5
–NH
2
+ HCl → C
6
H
5
NH
3
Cl
C
6
H
5
–NH
3

Cl + NaOH → C
6
H
5
–NH
2
+ NaCl +H
2
O
anilin lỏng không tan trong dung
dòch , chiết để tách.
ANKYL AMIN
R–NH
2
+ HCl → R–NH
3
Cl
R–NH
3
Cl + NaOH → R–NH
2
↑ +NaCl +H
2
O
thu lấy amin khí.
ANDEHIT
R-CHO
+ H
2

⎯⎯→
Ni
t
0
RCH
2
OH
RCH
2
OH + CuO
⎯⎯→
t
0
RCHO + Cu + H
2
O
-Làm lạnh hay hòa tan vào nước
-Hóa hơi rồi dẫn qua CuO, t
o
AXIT HỮU CƠ
2R–COOH +Ba(OH)
2
→ (R –COO)
2
Ba + 2H
2
O
(R–COO)
2
Ba +H

2
SO
4
→ 2R–COOH + BaSO
4
↓
-lọc bỏ kết tủa , chưng cất dung
dòch thu được axit .

Vd 1:Trình bày phương pháp hóa học tách hỗn hợp khí: CO
2
, C
2
H
4
, C
2
H
2
, C
2
H
6
.

t
o
Giải :
Dẫn hỗn hợp vào dung dòch nước vôi trong , lọc tách ↓ đem hòa tan trong dung dòch HCl đun nóng thu
lấy CO

2
.
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
↓ + H
2
O
CaCO
3
+ 2HCl → CaCl
2
+ H
2
O +CO
2
↑
Hỗn hợp khí còn lại dẫn qua dung dòch AgNO
3
trong NH
3
lọc lấy ↓ cho tác dụng với dung dòch HCl sẽ tách
riêng được C
2
H
2
.

Tách và tinh chế chất

Gv: Nguyễn Cửu Phúc

CHUYÊN HÓA 12-LTĐH Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 9
CH≡CH + Ag
2
O
⎯→
NH
3
AgC ≡ CAg ↓ + H
2
O
Hay HC≡CH + 2[Ag(NH
3
)
2
]OH ⎯→ AgC ≡ CAg↓ + 2H
2
O + 4NH
3

AgC ≡ CAg + 2 HCl → HC ≡ CH + 2AgCl ↓
Hai khí còn lại tiếp tục dẫn qua dung dòch Br
2
,C
2
H
6

không phản ứng thoát ra khỏi dung dòch Br
2
. Dung dòch
nhận được cho tác dụng bột Zn đun nóng tái tạo được C
2
H
4
.
CH
2
=CH
2
+ Br
2
→ CH
2
Br–CH
2
Br ;
CH
2
Br–CH
2
Br + Zn ⎯→
t
o
CH
2
=CH
2

+ ZnBr
2


Vd 2: Tách riêng hỗn hợp C
6
H
6
, C
6
H
5
–OH , C
6
H
5
–NH
2
.

Giải : Sơ đồ tách

C
6
H
6
C
6
H
5

–OH
C
6
H
5
–NH
2


Các phương trình phản ứng :
C
6
H
5
–OH + NaOH → C
6
H
5
–ONa + H
2
O
C
6
H
5
–ONa + HCl → C
6
H
5
–OH + NaCl

C
6
H
5
–NH
2
+ HCl → C
6
H
5
NH
3
Cl
C
6
H
5
–NH
3
Cl + NaOH → C
6
H
5
–NH
2
+ NaCl +H
2
O

Vd 3: Bằng phương pháp hóa học tách riêng hỗn hợp : CH

3
–CHO , CH
3
–COOH , C
2
H
5
–OH.

Giải:Tách hỗn hợp theo sơ đồ sau :






Các phương trình phản ứng :
1.ddNaOH
2.chiết
C
6
H
5
NH
3
Cl
C
6
H
5

–OH
C
6
H
6
1dd HCl
2.chiết
C
6
H
6
C
6
H
5
ONa
NaOH d
ư
1.ddNaOH
2.chiết
C
6
H
5
OH↓
1.ddHCl
2.chiết
C
6
H

5
OH
1.Na

2.chưng cất
(CH
3
COO)
2
Ba
CH
3
CHO
C
2
H
5
OH
H
2
O
CH
3
CHO
1.ddBa(OH)
2
2.cô cạn rồi
làm lạnh
C
2

H
5
ONa C
2
H
5
OH
NaOH
1.ddH
2
SO
4
2.chưng cất
CH
3
COOH
1. H
2
O
2.chưng cất
CH
3
CHO
CH
3
COOH
C
2
H
5

OH
2CH
3
–COOH + Ba(OH)
2
→ (CH
3
–COO)
2
Ba + 2H
2
O
(CH
3
–COO)
2
Ba + H
2
SO
4
→ 2CH
3
–COOH + BaSO
4
↓
2C
2
H
5
–OH + 2 Na → 2 C

2
H
5
–ONa + H
2
↑
2H
2
O + 2 Na → 2 NaOH + H
2
↑
C
2
H
5
–ONa + H
2
O → C
2
H
5
–OH + NaOH



III- PHƯƠNG PHÁP TINH CHẾ :


Tinh chế hóa chất chính là tách riêng hóa chất cần tinh chế ra khỏi hỗn hợp , có thể thực hiện
theo 1 trong 2 hướng sau:

• Thực hiện phản ứng trên tạp chất cần loại bỏ.
• Thực hiện phản ứng trên chất cần tinh chế rồi tái tạo lại.



Tách và tinh chế chất

Gv: Nguyễn Cửu Phúc

CHUYÊN HÓA 12-LTĐH Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 10
Vd 4 : Tinh chế C
2
H
2
có lẫn CH
4
và H
2

Giải :
Thực hiện tinh chế theo sơ đồ sau:

C
2
H
2
CH
4
H
2

Các phương trình phản ứng :
ddHCl
AgC≡CAg
HC≡CH + 2AgNO
3
+ 2NH
3
⎯→ AgC ≡ CAg ↓ + 2NH
4
NO
3

Hoặc: HC≡CH + 2[Ag(NH
3
)
2
]OH ⎯→ AgC ≡ CAg ↓+ 2H
2
O + 4NH
3

AgC ≡ CAg + 2 HCl ⎯→ HC ≡ CH + 2AgCl ↓


Vd 5: Tinh chế axit axetic có lẫn axit sulfuric.
Giải : Cho hỗn hợp tác dụng với (CH
3
COO)
2
Ba , H

2
SO
4
cho phản ứng tạo ↓ BaSO
4
. Lọc bỏ kết tủa , dung dòch
đem chưng cất thu được CH
3
COOH tinh khiết.
(CH
3
COO)
2
Ba + H
2
SO
4
→ 2 CH
3
COOH + BaSO
4
↓

Vd 6: Có 4 chất khí andehit fomic, butan, propilen, vinyl axetilen.
a) Phân biệt các chất khí trên nếu chúng được chứa trong các lọ mất nhãn
b) Tinh chế andehit fomic từ hỗn hợp 4 chất.

Giải :
a) Lấy mỗi chất một ít để làm mẫu. Thử 4 mẫu với dung dòch AgNO
3

trong NH
3
(đun nóng ï):
• Mẫu có gương bạc chứa HCHO.
• Mẫu có kết tủa màu vàng chứa vinylaxetylen.
Thử 2 mẫu còn lại với dung dòch Br
2
:
• Mẫu thử nào làm mất màu brom chứa propylen . Mẫu còn lại là butan
HCHO + 4AgNO
3
+6NH
3
+ 2H
2
O

⎯⎯→
t
o
(NH
4
)
2
CO
3
+ 4Ag ↓ + 4 NH
4
NO
3

Hoặc : HCHO + 4 [Ag(NH
3
)
2
]OH ⎯→
t
o
(NH
4
)
2
CO
3
+ 4Ag ↓ + 6 NH
3
↑ +2 H
2
O
CH
2
=CH-C≡CH + AgNO
3
+ 2NH
3
⎯→ CH
2
=CH-C≡CAg ↓ + NH
4
NO

3

Hoặc : CH
2
=CH–C≡CH + [Ag(NH
3
)
2
]OH ⎯→ CH
2
=CH–C ≡ CAg ↓ + H
2
O + 2NH
3

CH
3
-CH=CH
2
+ Br
2
→ CH
3
-CHBr-CH
2
Br
b) Trộn hỗn hợp khí với lượng dư H
2
rồi đun nóng với Ni đến khi phản ứng hoàn toàn. Dẫn hỗn hợp sản phẩm
vào H

2
O chỉ có CH
3
OH bò hấp thụ, các khí còn lại không phản ứng bay ra. Dung dòch nhận được đun nóng
rồi dẫn hơi rượu qua ống đựng CuO, t
o
thu hồi HCHO.
HCHO + H
2

⎯⎯⎯→
Ni/t
o
CH
3
OH
CH
2
=CH-C≡CH + 3 H
2

⎯⎯⎯→
Ni/t
o
CH
3
-CH
2
-CH
2

-CH
3
CH
3
-CH=CH
2
+ H
2

⎯⎯⎯→
Ni/t
o
CH
3
-CH
2
-CH
3
CH
3
OH + CuO
⎯⎯→
t
o

HCHO + Cu + H
2
O
BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ :
1) Khi oxihóa rượu etilic thu được hỗn hợp andehit, axit ,nước và rượu còn dư. Nêu phương pháp tách riêng

các hóa chất ra khỏi hỗn hợp .
2) Tách riêng các khí ra khỏi các hỗn hợp sau :
a) metylamin , axetilen , etilen , etan.
b) axetilen , etilen , propan , cacbonic .
3) Nêu phương pháp điều chế phenol và anilin từ benzen. Nếu có hỗn hợp chứa 3 hợp chất hữu cơ trên , hãy
nêu phương pháp tinh chế anilin từ hỗn hợp .
4) Tách riêng từng chất sau ra khỏi hỗn hợp :CH
3
COOH , CH
3
-OH , C
6
H
6
.
5) Tinh chế o-cresol (2-metyl phenol) ra khỏi hỗn hợp với benzen và hexan.
===================♥==================
CH
4
H
2
AgNO
3
/
NH
3
C
2
H
2

↑
AgCl ↓
Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 1
Ch!ơng III :
liên kết hoá học!
Đ
1. Tổng quan về liên kết hoá học

I. Phân tử và liên kết hóa học
Phân tử là hạt vi mô đại diệ n cho chất và mang đầy đủ tí nh chất hoá học của chất
. Trong
tự nhiên ngoà i cá c khí hiế m tồn tạ i ở trạ ng thá i phâ n tử một nguyên tử, nguyên tử của cá c
nguyên tố khá c luôn có xu h! ớng kế t hợp với nhau để tạ o tạ o ra phân tử có hai hay nhiều
nguyên tử. Sự kế t hợp nà y nhằ m đạ t đế n cấ u trúc mới bền vững hơn, có nă ng l! ợng thấ p hơn.
Ng! ời ta gọi
sự kế t hợp giữa các nguyên tử là liên kế t hoá học
và nh! vậ y theo quan điể m
hiệ n nay
phân tử gồm một số có giới hạn các hạt nhân nguyên tử và các electron t! ơng tác với
nhau và đ! ợc phân bố một cách xác định trong không gian tạo thành một cấu trúc bền vững.

Trong giá o trì nh nà y, lí thuyế t tổng quan về cá c loạ i liên kế t hóa học đ! ợc xâ y dựng trên
thuyế t electron
hóa trị của Lewis-Kossel-Langmuir
mà nền tả ng là
qui tắc bát tử
. Tuy nhiên, thuyế t nà y còn nhiều hạ n chế do
không cho thấ y bả n chất cá c loại liên kế t và chỉ giả i thí ch đ! ợc cấ u tạo và tí nh chấ t của chấ t trong một số
tr! ờng hợp đơn giả n Do vậ y, trong một số loạ i liên kế t, việ c giả i thí ch sự hì nh thà nh liên kế t cũng nh! tí nh

chấ t của phâ n tử đ! ợc kế t hợp với một số lí thuyế t hiệ n đạ i hơn.

II. Các khuynh h!ớng tạo liên kết hoá học

1.

Electron hoá trị
Electron hoá trị là electron có khả năng tham gia tạo liên kế t hoá học
Cá c nguyên tố nhóm A có số electron hoá trị bằ ng số electron lớp ngoà i cùng, cá c nguyên
tố nhóm B có số electron hoá trị bằ ng số electron có trong cá c phâ n lớp
(n-1)d
và
ns
.
2.

Công thức Lewis
Công thức Lewis là loạ i công thức cho biế t số electron hoá trị của nguyên tử, trong đó
hạ t nhâ n và các electron lớp trong đ! ợc biể u diễ n bằ ng kí hiệ u hóa học của nguyên tố ,
còn mỗi electron hóa trị đ! ợc biể u diễ n bằ ng một dấ u chấ m (.) quanh nguyên tử (có phâ n
biệ t giữa electron cặp đôi và độc thâ n). Mỗi cặp electron tham gia liên kế t hoặc tự do còn
có thể đ! ợc biể u diễ n bằ ng một đoạ n gạ ch ngang (-)
Ví dụ :
IA IIA IIIA

IVA VA VIA

VIIA VIIIA
Chu kỳ 2
Li

.
e
B
:
:
B
.
:
.
.
C
:
.
.
.
N
:
.
.
O
: :


F
. :


Ne
:
hoặc

Li
.

e
B


B
.

.
.
C

.
.
.
N

.
.
O




F
.

Ne

3.

Các khuynh h!ớng hì nh thành liên kế t - Qui tắc bát tử (Octet)
Nh! trên đ nói, sự hì nh thà nh liên kế t là nhằm đạ t cấ u trúc bền vững hơn. Thực tế
cho thấ y trong tự nhiên cá c khí hiế m có thể tồn tạ i ở dạ ng nguyên tử tự do, điều nà y cho
thấ y cấ u trúc nguyên tử khí hiế m là một cấ u trúc bền. Trên cơ sở nà y, ng! ời ta cho rằ ng
khi tham gia liên kế t để đạ t cấ u trúc bền cá c nguyên tử cầ n phả i là m cho lớp vỏ của
chúng có cấ u trúc giống lớp vỏ khí hiế m gầ n kề. Có hai giả i phá p đạ t đế n cấ u trúc nà y
là dùng chung hoặc trao đổi cá c electron hoá trị.
Những điều nói trên là nội dung của
qui tắc bát tử
:
"Khi tham gia liên kế t hoá học các
nguyên tử có khuynh h!ớng hoặc dùng chung electron hoặc trao đổi electron để đạt đế n
cấu trúc bền của khí hiế m bên cạnh với 8 hoặc 2 electron lớp ngoài cùng"
.
Ví dụ :
H.
+ .


Cl
:


H
:

Cl
:


H-Cl
Na.
+ .


Cl
:



Na
+
Cl
-


NaCl
(28 1) (2 8 7) (28) (2 8 8)


nNa.

nNa
+

+ ne
-
Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 2
+ + + +
+ +
+ +
+
+ + +
cationkimloạ i
electron tự do
III. sự phân loại các Liên kết hoá học
1.

Định nghĩ a
a.

Liên kế t cộng hóa trị :
Là loạ i liên kế t hóa học đ! ợc hì nh thà nh bởi 1, 2 hay nhiều
electron chung.
Ví dụ : H:H

H
2

O::O

O
2

H:O:H

H
2
O
b.

Liên kế t ion :
Là loạ i liên kế t hóa học đ! ợc hì nh thà nh bởi lực hút tĩ nh điệ n giữa cá c
ion mang điệ n tí ch trá i dấ u (giữa cation và anion)
Ví dụ : Na
+
Cl
-


NaCl
NH
4
+
NO
3
-


NH
4
NO
3

c.

Liên kế t kim loại :
Là loạ i liên kế t hóa học đ! ợc
hì nh thà nh bởi lực hút tĩ nh điệ n giữa cá c cation
kim loạ i nằ m ở nút mạ ng tinh thể và cá c electron
tự do di chuyể n trong toà n bộ mạ ng l! ới tinh thể
kim loạ i.

2.

So sánh

Liên kế t cộng hóa
trị
Liên kế t ion Liên kế t kim loại
Bản chất lực liên kế t
Tĩ nh điệ n (electron
chung và hạ t nhâ n)
Tĩ nh điệ n (cation và
anion)
Tĩ nh điệ n (cation và
electron tự do)
Khuynh h! ớng
Dùng chung electron Trao đổi electron Dùng chung electron
Tí nh định h! ớng
Có tí nh định h! ớng Không định h! ớng Không định h! ớng

3.

Đố i t !ợng hì nh thành liên kế t
a.

Liên kế t cộng hóa trị :
Th! ờng hì nh thà nh giữa cá c nguyên tử
phi kim

Ví dụ : H-H, O=O, H-Cl, O=C=O
b.

Liên kế t ion :
Th! ờng hì nh thà nh giữa cá c nguyên tử
kim loại
và
phi kim điể n hì nh

Ví dụ : Na
+
Cl
-
, Mg
2+
F
2
-
, K
2
+
O
2-

c. Liên kế t kim loại :
Th! ờng hì nh thà nh giữa cá c nguyên tử
kim loại

IV. Một số đại l!ợng đặc tr!ng cho liên kết hóa học
1.

Độ dài liên kế t (d) :
là khoả ng cách giữa hai hạ t nhâ n của hai
nguyên tử liên kế t trực tiế p với nhau.

Ví dụ : Trong phâ n tử n! ớc , d
O-H
= 0,94


Độ dà i liên kế t giữa hai nguyên tử A-B có thể tí nh gầ n đúng bằ ng
tổng bá n kí nh của hai nguyên tử A và B.
2.

Góc liên kế t :
là góc tạ o bởi hai nửa đ! ờng thẳ ng xuấ t phá t từ hạ t
nhâ n của một nguyên tử và đi qua hạ t nhâ n của hai nguyên tử khá c liên kết trực tiế p với hai
nguyên tử trên.

Ví dụ : Trong phâ n tử n! ớc ,
3.

Năng l!ợng liên kế t (E):

Năng l! ợng liên kế t A-B là năng l! ợng cần cung cấp để phá vỡ hoàn toàn liên kế t A-B
(th! ờng đ! ợc qui về 1 mol liên kế t - kJ/mol hoặc kcal/mol).
E
H-H
= 103 kcal/mol : H
2


2H

H = 103 kcal/mol.
Nă ng l! ợng liên kế t (nă ng l! ợng phâ n li liên kế t), về trị tuyệ t đối, chí nh bằ ng nă ng l!ợng
hì nh thà nh liên kế t. Tổng nă ng l! ợng cá c liên kế t trong phân tử bằ ng
năng l! ợng phân li

của phâ n tử đó.

HOH =104
o
28'
O
0,94


104
o
28'
H H
Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 3

Đ
2. liên kết cộng hóa trị

A. lí thuyết phi cơ học l!ợng tử
(Thuyế t electron hóa trị Lewis - Langmuir)
1.

Sự hì nh thành liên kế t cộng hóa trị
!
Khi hì nh thà nh liên kế t cộng hóa trị, cá c nguyên tử có khuynh h! ớng
dùng chung các
cặp electron
để đạ t đế n cấ u trúc bền của khí hiế m kề bên (với 8 hoặc 2 electron lớp ngoà i
cùng).
!
Cá c cặp electron dùng chung có thể do sự
góp chung
của hai nguyên tử tham gia liên kế t
(
cộng hóa trị thông th! ờng
) hoặc chỉ do
một nguyên tử bỏ ra
dùng chung (
cộng hóa trị phối
trí
)
Số electron góp chung của một nguyên tử th! ờng bằng 8-n (n : số thứ tự của nhóm nguyên tố).
Khi hế t khả năng góp chung, liên kế t với các nguyên tử còn lại đ! ợc hì nh thành bằng cặp

electron do một nguyên tử bỏ ra (th! ờng là nguyên tử của nguyên tố có độ âm điệ n nhỏ hơn)
.
Ví dụ :
Công thức phâ n tử Công thức electron Công thức cấ u tạ o
H
2
O H:O:H H-O-H
SO
2
:O::S:O:
O=S

O
2.

Công thức cấu tạo của một số loại hợp chất thiế t lập trên thuyế t electron hóa trị.
a.

Hợp chất chứa hidro
CH
4
H
CHH
H

NH
3
H
N
HH

N
2
H
4
H
N
H
N
H
H

H
2
O
HOH
H
2
O
2

HOOH

HCl
HCl


b.

Oxit
(
L! u ý : Trật tự liên kế t trong oxit dạng X
2
O
n
là O
(n-1)/2
XOX O
(n-1)/2
)
CO :
CO

SO
2


OS
O

N
2
O
3


ON
O
ON

Cl
2
O :
Cl O Cl



CO
2
:
OCO

SO
3
:
O
O
O

N
2
O
5
ON
O
O
O
N
O

Cl
2
O
7
:
O
Cl
O
OCl
O
O
O
O


c.

Hidroxit
(
L! u ý : Trật tự liên kế t trong oxit dạngH
n
XO
m
là (HO)
n
XO
m-n
)
H

2
CO
3
HO
HO
O

H
2
SO
4
HO
S
HO
O
O

HNO
3
O
NHO
O

HClO
4
HO Cl
O
O
O

d.

Muối :
Công thức của muối có thể xây dựng từ công thức axit t! ơng ứng, trong đó
H
+
/axit đ! ợc thay thế bởi M
n+
/muối.

Na
2
CO
3

2Na
+

Ca(NO
3
)
2

Ca
2+
3.

N hững hạn chế của lí thuyế t phi cơ học l!ợng tử
!

Không cho thấ y bả n chất của liên kế t cộng hóa trị
!

Không cho thấ y sự định h! ớng không gian của liên kế t và nh! vậ y không thể giả i thí ch cấ u tạ o
hì nh học của phâ n tử.
O
2-
C=O
O
O-N=O
-

O
2
Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 4
!

Không giả i thí ch đ! ợc một số công thức cấ u tạo trong đó liên kế t cộng hóa trị không phả i
đ! ợc hì nh thành từ cặp electron mà lại xuấ t hiệ n các
số lẻ electron chung
, cũng nh! cá c công
thức trong đó
qui tắc bát tử không đ! ợc thỏa mn
(số electron lớp ngoà i cùng của nguyên tử nhỏ
hơn hoặc lớn hơn 8).
!

Không giả i thí ch đ! ợc liên kế t
"cộng hóa trị nhiều tâm không định xứ"

nh! trong phâ n tử
benzen C
6
H
6


B. lí thuyết cơ học l!ợng tử
I.

Thuyết VB

(
V
alent
B
ond - Liên kế t hóa trị)
Heitler-London đ khả o sát phâ n tử H
2
trên cơ sở của
cơ học l! ợng tử
, sau đó mở rộng và phá t
triể n thà nh
ph!ơng pháp liên kế t cộng hóa trị (thuyế t VB)
á p dụng cho mọi phâ n tử. Trong
phầ n nà y không đề cậ p đế n khí a cạ nh
toán-lý
của ph! ơng phá p mà chỉ đề cậ p đế n ph! ơng
phá p định tí nh giả i thí ch cá c vấn đề về liên kế t cộng hóa trị, mà chủ yế u là cá c liên kế t định
xứ.

1.

Thuyế t VB và sự hì nh thành liên kế t cộng hóa trị .
!
Khi hai nguyên tử tham gia liên kế t lạ i gầ n nhau sẽ xuấ t hiệ n lực hút tĩ nh điệ n giữa hạ t
nhâ n nguyên tử nà y với lớp vỏ electron của nguyên tử kia là m cho cá c obitan "xen phủ" và o
nhau một phầ n. Với sự xen phủ nà y, mậ t độ điệ n tí ch â m ở khoả ng giữa hạ t nhâ n hai
nguyên tử (mang điệ n tí ch d! ơng) tă ng lên, là m tă ng lực hút giữa electron trong vùng xen
phủ với hai hạ t nhâ n, lực hút nà y câ n bằ ng với lực đẩ y t!ơng hỗ của hai hạ t nhâ n, giữu cho
hạ t nhâ n hai nguyên tử liên kế t với nhau : liên kế t hóa học đ! ợc hì nh thà nh. Cầ n thấ y rằ ng,
khi cá c obitan "xen phủ" và o nhau electron không còn thuộc về một nguyên tử nữa, chúng di
chuyể n trong một obitan mới của cả hai nguyên tử. Theo Pauli, obitan mới hì nh thà nh nà y chỉ
chứa tối đa hai electron và hai electron nà y phả i có spin ng! ợc dấ u. Nh! vậ y

mỗi liên kế t
cộng hóa trị đ!ợc đ!ợc hì nh thành bằng cách xen phủ hai obitan nguyên tử có electron
độc thân của hai nguyên tử liên kế t, hai electronđộc thân tham gia liên kế t phải có spin
ng!ợc dấu.

!
Liên kế t giữa hai nguyên tử cà ng bền nế u mức độ xen phủ của cá c obitan cà ng lớn, do
vậ y sự xen phủ của cá c obitan tuâ n theo nguyên lý xen phủ cực đạ i :
liên kế t đ!ợc phân bố
theo ph!ơng nào mà mức độ mức độ xen phủ các obitan liên kế t có giá trị cực đại
.

Ví dụ :
H
2

H:H H-H


H H
H : 1s
1



HCl H:Cl H-Cl
H Cl
Cl:3s
2
3p
5






Cl
2
Cl:Cl Cl-Cl


Cl Cl


2.

Thuyế t VB giải thí ch những hạn chế của thuyế t electron hóa trị
!
Với ph! ơng phá p giả i thí ch sự hì nh thà nh liên kế t cộng hóa trị trì nh bà y ở trên, thuyế t
VB cho thấ y liên kế t cộng hóa trị đ! ợc hì nh thà nh nhờ t! ơng tá c tĩ nh điệ n giữa cá c
electron chung (mang điệ n tí ch â m)với hạ t nhâ n hai nguyên tử (mang điệ n tí ch d!ơng).
!
Theo thuyế t VB
liên kế t đ! ợc phân bố theo ph! ơng nào mà mức độ mức độ xen phủ các
obitan liên kế t có giá trị cực đại
, nh! vậ y liên kế t cộng hóa trị là một liên kế t có tí nh định
h! ớng và phâ n tử tạ o từ cá c liên kế t cộng hóa trị sẽ có một cấ u tạ o hì nh học xá c định. Cấ u
tạ o hì nh học của cá c phâ n tử sẽ đ! ợc khả o sá t trên cơ sở của một lí thuyế t đi kè m với
thuyế t VB đó là
thuyế t lai hóa các obitan nguyên tử
.
!
Theo thuyế t VB, cấ u trúc bền không nhấ t thiế t phả i giống với cấ u trúc của khí hiế m. Khi
hai nguyên tử liên kế t với nhau bằ ng cá ch xen phủ hai obitan chứa electron đối song spin
ng! ợc dấ u) đ là m cho nă ng l!ợng của hệ thống giảm, cấu trúc đựơc tạo ra đ là bền hơn
so với cấ u trúc của cá c nguyên tử t!ơng ứng ứng với mức nă ng l! ợng thấ p hơn. Nh! vậ y có
thể giả i thí ch đ! ợc liên kế t cộng hóa trị trong một số phâ n tử mà cấ u trúc của nguyên tử
không giống cấ u trúc khí hiế m.

Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 5
3.

Thuyế t VB và vấn đề hóa trị của nguyên tử trong hợp chất cộng hóa trị
! Cộng hóa trị của một nguyên tử (hóa trị nguyên tử) bằng số liên kế t mà nguyên tử đó có

thể tạo đ! ợc với các nguyên tử khác.
Ví dụ : Trong CO
2
(O=C=O) nguyên tử C và O lầ n l! ợt có cộng hóa trị bằ ng 4 và 2.
!
Theo thuyế t VB, để tạ o đ! ợc một liên kế t cộng hóa trị, nguyên tử đ sử dụng một
electron độc thâ n của chúng. Nh! vậ y, có thể nói rằ ng
cộng hóa trị của một nguyên tử bằng
số electron độc thân của nguyên tử đ dùng để tham gia liên kế t
.
!
Cũng theo thuyế t VB, khi tham gia liên kế t cá c nguyên tử có thể bị "kí ch thí ch". Sự kí ch
thí ch nà y có ả nh h!ởng đế n cấ u hì nh electron của nguyên tử, cá c electron cặp đôi có thể
tá ch ra và chiế m cứ cá c obitan còn trống trong cùng một lớp.
Nh! vậy số electron độc thân
của nguyên tử có thể thay đổi và cộng hóa trị của nguyên tử có thể có giá trị khác nhau trong
những hợp chất khác nhau
(xem bả ng 1).

Bả ng 1 : Số electron độc thâ n có thể có của nguyên tố thuộc phâ n nhóm chí nh
Nhóm Cấu hì nh electron hóa trị Số e
-

độc thân


ns
2

IIA

X
*






2

ns
2
np
1







IIIA
X
*

1, 3

ns
2
np
2









IVA
X
*

2, 4

ns
2
np
3











X
*

VA
Từ chu kì 3
X
*
















3, 5

ns

2
np
4











X
*

VIA
Từ chu kì 3

X
*
















2, 4, 6

ns
2
np
5

X
*














X
*

VIIA
Từ chu kì 3
X
*

1, 3, 5, 7
Ví dụ 1 : Cộng hóa trị của l! u huỳnh
H
2
S (S hóa trị 2)
H-S-H


SO
2
(S hóa trị 4)
O=S=O

H
2
SO
4
(S hóa trị 6)
Ví dụ 2 : Cộng hóa trị của Cl
HOCl (Cl hóa trị 1)
H-O-Cl


HOCl
2

(Cl hóa trị 3)
H-O-Cl=O
HOCl
3
(Cl hóa trị 5) HOCl
4
(Cl hóa trị 7)

4.

Bậc liên kế t

Bậc liên kế t là số liên kế t cộng hóa trị (số cặp electron chung) giữa hai nguyên tử .
a.

Liên kế t bậ c một (liên kế t đơn) : chỉ có một liên kế t cộng hóa trị giữa 2 nguyên tử
H-O O
S
H-O O
O
H-O-Cl
O
O
H-O-Cl = O
O
Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 6
Ví dụ : H-H, H-Cl
b.

Liên kế t bậ c hai (liên kế t đôi) : có hai liên kế t cộng hóa trị giữa 2 nguyên tử
Ví dụ : O=C=O
c.

Liên kế t bậ c ba (liên kế t ba) : có ba liên kế t cộng hóa trị giữa 2 nguyên tử .
Ví dụ : N

N, H-C

C-H
Cá c liên đôi và ba còn đ! ợc gọi chung là liên kế t bội.
!
Khi số electron chung cà ng lớn, lực hút tĩ nh điệ n giữa electron với hạ t nhâ n của hai
nguyên tử cà ng mạ nh, độ bền liên kế t tă ng còn khoả ng cách giữa hai tâ m nguyên tử giả m.
Do vậ y, khi bậ c liên kết cà ng lớn thì nă ng l! ợng liên kế t cà ng lớn và độ dà i liên kế t cà ng
nhỏ.
Ví dụ :
Phâ n tử : C-C C=C

C

C
E (kcal/mol): 83 143 194
d
C-C
(

) : 1,54 1,34 1,2

5.

Liên kế t xichma (



) và liên kế t pi (



)
Tùy theo cá ch xen phủ cá c obitan nguyên tử mà liên kế t cộng hóa trị tạ o thà nh có độ bền
khá c nhau. Trên cơ sở nà y ng! ời ta phâ n biệ t liên kế t cộng hóa hóa trị thà nh hai loạ i chí nh
là liên kế t xichma (

) và liên kế t pi (

).
a.

Liên kế t




Liên kế t

là loại liên kế t cộng hóa trị đ! ợc hì nh thành bằng ph! ơng pháp xen phủ
đồng trục các obitan nguyên tử, vùng xen phủ nằm trên trục liên kế t.
Liên kế t

có cá c loạ i

s-s
,

s-p
,

p-p
,

s s

s p

p p
Liên kế t


th! ờng bền, do có vùng xen phủ lớn và cá c nguyên tử có thể quay tự do xung
quanh trục liên kế t mà không phá vỡ liên kế t nà y.
b.

Liên kế t




Liên kế t

là loại liên kế t cộng hóa trị đ! ợc hì nh thành bằng ph! ơng pháp xen
phủ song song trục các obitan nguyên tử, vùng xen phủ nằm ở hai phí a so với
trục liên kế t.
Liên kế t

có cá c loạ i

p-p
,

p-d
,
Liên kế t


kém bền, do có vùng xen phủ nhỏ và cá c nguyên tử không thể quay
tự do xung quanh trục liên kế t mà không phá vỡ liên kế t nà y.
Liên kế t đơn luôn là liên kế t

, liên kế t đôi gồm 1

và 1

và liên kế t ba gồm 1

và 2

.

6.

Liên kế t cộng hóa trị phân cực và không phân cực
!
Trong phâ n tử H
2
(H:H) do độ â m điệ n của hai nguyên tử H bằ ng nhau nên xá c suấ t có
mặt của electron chung lớn nhấ t là ở khoả ng giữa hạ t nhâ n hai nguyên tử, sự phâ n bố điệ n
tí ch trên hai nguyên tử H là bằ ng nhau, ng! ời ta gọi liên kế t giữa hai nguyên tử H trong phâ n
tử H
2
là
liên kế t cộng hóa trị không phân cực
. Trong phâ n tử HCl (H :Cl) do độ â m điệ n của
Cl (3,0) lớn hơn độ â m điệ n của H (2,1) nên electron chung bị hút lệ ch một phầ n về phí a
nguyên tử Cl (H :Cl), xá c suấ t có mặt của electron ở vùng gầ n nguyên tử Cl sẽ nhiều hơn,
nguyên tử Cl mang một phầ n điệ n tí ch â m (

-) và ng! ợc lạ i nguyên tử H mang một phầ n
điện tí ch d! ơng (

+), ng! ời ta nói liên kế t giữa H và Cl trong phâ n tử HCl là
liên kế t cộng
hóa trị phân cực
.
!

Liên kế t cộng hóa trị không phân cực là loại liên kế t cộng hóa trị trong đó electron
chung ở chí nh giữa hạt nhân hai nguyên tử
. Liên kế t cộng hóa trị không phâ n cực hì nh
thà nh giữa cá c nguyên tử của cùng một nguyên tố nh! ở trong cá c đơn chấ t H

2
, N
2
, O
2
, Cl
2
,
! Liên kế t cộng hóa trị phân cực là loại liên kế t cộng hóa trị trong đó electron chung lệ ch
một phần về phí a nguyên tử có độ âm điệ n lớn hơn, nguyên tử này sẽ mang một phần điệ n
Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 7
tí ch âm và ng! ợc lại
. Liên kế t cộng hóa trị không phâ n cực hì nh thà nh giữa cá c nguyên tử
của hai nguyên tố khá c nhau (hiệ u độ â m điệ n giữa hai nguyên tử

có giá trị trong khoả ng
từ 0 đế n 1,7), nh! liên kế t trong cá c phâ n tử HCl, H
2
O, SO
2
, Ng! ời ta biểu diễn sự phân
cực bằ ng mũi tên trên gạ ch ngang liên kế t theo chiều từ nguyên tử có độ â m điệ n nhỏ đế n
nguyên tử có độ â m điệ n lớn.





7.

Sự lai hóa các obitan nguyên tử
!
Trên cá c luậ n điể m thuầ n túy của thuyế t VB sẽ không giả i thí ch đúng cấ u tạ o hì nh học
của phâ n tử. Ví dụ nh! trong phâ n tử n! ớc (H-O-H), hai liên kế t cộng hóa trị đ! ợc hì nh
thà nh bởi sự xen phủ hai obitan p của O với hai obitan s của hai nguyên tử H, nh! vậ y góc liên
kế t HOH phả i là 90
o
(hai obitan p của O vuông góc với nhau). Nh! ng thực tế góc liên kế t nà y
lạ i bằ ng 104
o
28'. Để giả i quyế t vấn đề nà y, ng!ời ta bổ sung thêm và o thuyế t VB một giả
thuyế t mới có tên là
thuyế t lai hóa các obitan nguyên tử
.
!
Thuyế t lai hóa cho rằ ng một số obitan có mức nă ng l! ợng gầ n bằ ng nhau khi tham gia
liên kế t có xu h! ớng tổ hợp với nhau để tạ o ra cá c obitan lai hóa có nă ng l! ợng thấ p hơn,
liên kế t hì nh thà nh bởi sự xen phủ cá c obitan lai hóa sẽ bền vững hơn.
! Số obitan lai hóa tạo thành bằng số obitan nguyên tử tham gia lai hóa
và cá c obitan lai
hóa tạ o ra có nă ng l! ợng t! ơng đ! ơng. Bả ng 2 tóm tắ t một số dạ ng lai hóa th! ờng gặp.

Bả ng 2 : Cá c tr! ờng hợp chủ yế u của sự lai hóa cá c obitan nguyên tử
Kí
hiệ u
Sự lai hóa Phâ n bố không gian của cá c obitan lai hóa

sp
p

sp
s




180
o


Đ! ờng thẳ ng

sp
2



sp
2


s

120
o

Tam giá c

sp
3
p


sp
3
s

109
o
28'

Tứ diệ n

sp
3
d
d

p

sp
3
d

s

L! ỡng thá p
đá y tam giá c

sp
3
d
2




d

p

sp
3
d
2


s

Bá t diệ n

!
Kiể u lai hóa của nguyên tử có thể xá c định dựa trên giá trị thực nghiệ m của góc liên kế t,
ví dụ góc liên kế t HOH trong phâ n tử n! ớc có giá trị 104
o
28' gầ n với giá trị 109
o
28' nh! vậ y

nguyên tử O trong phâ n tử H
2
O

lai hóa sp
3
. Ng! ời ta cũng dự đoá n kiể u lai hóa của nguyên tử
trên lý thuyế t bằ ng
tổng số liên kế t

mà nguyên tử tạo ra và số cặp electron tự do của
nguyên tử (H)
. Giá trị của H tí nh đ! ợc bằ ng 2, 3, 4, 5, 6 t! ơng ứng với cá c trạ ng thái lai hóa
sp, sp
2
, sp
3
, sp
3
d, sp
3
d
2
.

Ví dụ: H-O-H, H
O
= 2+2 = 4

O lai hóa sp

3
.
O=S

O, H
S
= 2+1 = 3

S lai hóa sp
2


-

+
A B (

A
<

B
)
Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 8
O=C=O, H
C
= 2+0 = 2

C lai hóa sp

!
D! ới đâ y là một số ví dụ về sự hì nh thà nh phâ n tử trên cơ sở kế t hợp thuyế t VB và
thuyế t lai hóa cá c obitan nguyên tử :
CH
4
(C lai hóa sp
3
) CH
2
=CH
2
(C lai hóa sp
2
)

CH

CH (C lai hóa sp)
H

H H
H

H H
H H



H H

8.

Một số tí nh chất của phântử
a.

Cấu trúc hì nh học
Có một số ph! ơng phá p khá c nhau để giả i thí ch cấ u trúc hì nh học của phâ n tử nh!
ph! ơng phá p
mô hì nh sự đẩy giữa các đôi electron vỏ hóa trị - VSEPR
, ph! ơng phá p
mô
hì nh liên kế t bị uốn cong
hoặc ph! ơng phá p
mô hì nh lai hóa các obitan nguyên tử
. Trong bà i
nà y cá c cấu trúc hì nh học của phâ n tử đ! ợc xem xét trên cở sở
mô hì nh lai hóa các obitan
nguyên tử
.
Bả ng d! ới đâ y là một số mô hì nh cấ u trúc hì nh học của phâ n tử :

Đ! ờng
thẳ ng
Chữ V Tam
giá c
phẳ ng
Thá p
tam
giá c
Tứ diệ n L! ỡng

thá p
đá y tam
giá c
Vuông
phẳ ng
Thá p
vuông
Bá t
diệ n













Mỗi loạ i lai hóa có khả nă ng tạ o ra một hay một số cấ u trúc nà o đó :
!
Lai hóa sp
: tạ o cấ u trúc
đ!ờng thẳng
(nh! trong cá c phâ n tử BeH
2
, ZnCl

2
, CO
2
,

C
2
H
2
,
)
Ví dụ :
HCCH


!
Lai hóa sp
2
: tạ o cấ u trúc
chữ V
(nh! trong cá c phâ n tử SO
2
, O
3
, ),
tam giác phẳng

(nh! trong cá c phâ n tử và ion : BF
3
, SO

3
, HNO
3
,C
2
H
4
, NO, NO
3
-
, CO
3
2-
).
Ví dụ :
O
S
O

H-O N
+
O

O


!
Lai hóa sp
3
: tạ o cấ u trúc

chữ V
(nh! cá c phâ n tử H
2
O , H
2
S, ),
tháp tam giác
(nh!
NH
3
, H
3
O
+
, ) và
tứ diệ n
(nh! trong cá c phâ n tử và ion: CH
4
, CCl
4
, NH
4
+
, PO
4
3-
, SO
4
2-
,

ClO
4
-
).
Ví dụ :

H
O
H

N
HH
H

H
C
H
H
H


!
Lai hóa sp
3
d
: tạ o cấ u trúc
thẳng

(nh! XeF
2

),
chữ T
(nh! ClF
3
),
l!ỡng tháp tam giác

(nh! trong phâ n tử PCl
5
, ).
Ví dụ :
Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 9
FXeF

FClF
F

ClP
Cl
Cl
Cl
Cl


!
Lai hóa sp
3
d
2

: tạ o cấ u trúc
vuông phẳng
(nh! trong phâ n tử XeF
4
, ),
tháp vuông
(nh!
trong phâ n tử BrF
5
, ) và cấ u trúc
bát diệ n
(nh! trong SF
6
, AlF
6
3-
, SiF
6
2-
).
Ví dụ :
F
Xe
F
F
F

F
Br
F

F
F
F

F
S
F
F
F
F
F


b.

Sự phân cực của phân tử
! L! ỡng cực điệ n :
L!ỡng cực điệ n là một hệ gồm hai điệ n tí ch +q
và -q cá ch nhau một khoả ng cá ch l. L! ỡng cực điệ n đ! ợc đặc tr! ng
bằ ng đạ i l!ợng momen l! ỡng cực
à
với định nghĩ a
momen l! ỡng
cực
à
bằng tí ch của điệ n tí ch q và cánh tay đòn l
.
à
=
ql

.

Trong hệ SI momen l! ỡng cực
à
đ! ợc tí nh bằ ng Cm (coulomb.met). Với phâ n tử do
momen l! ỡng cực có giá trị nhỏ nên ng! ời ta th! ờng tí nh theo D (Debye) với qui ! ớc :
1D =
3
1
.10
-29
Cm
! L! ỡng cực liên kế t :
Trong liên kế t ion hoặc liên kế t cộng hóa trị phâ n cực điệ n tí ch
phâ n bố không đồng đều trên hai nguyên tử tham gia liên kế t, trọng tâ m điệ n tí ch â m
lệ ch về phí a nguyên tử có độ â m điệ n lớn hơn và trọng tâ m điệ n tí ch d! ơng lệ ch về
phí a nguyên tử có độ â m điệ n nhỏ hơn. Nh! vậ y,
mỗi liên kế t ion hoặc liên kế t cộng
hóa trị phân cực là một l! ỡng cực điệ n và có một momen l! ỡng cực xác định đ! ợc gọi
là momen l! ỡng cực liên kế t
. Liên kế t phâ n cực cà ng mạ nh thì momen l! ỡng cực cà ng
lớn.

Ví dụ :
Liên kế t
H>
F

H>Cl

H>Br

H> I

à
(D)
1,83 1,08 0,82 0,44
! L! ỡng cực phân tử :
Trong việ c khả o sát l! ỡng cực phâ n tử, ng! ời ta thừa nhậ n thuộc
tí nh cộng tí nh của momen l!ỡng cực liên kế t và coi
momen l! ỡng cực của phân tử là
tổng vectơ các momen l! ỡng cực liên kế t.
Ví dụ :
Với phâ n tử CO
2
:

=
O C

=
O





à
= 0
Với phâ n tử H

2
O :
H
O
H





à


0 (
à
= 1,84D)


!
Việ c khả o sát momen l! ỡng cực phâ n tử là một thông số cầ n thiế t cho việ c nghiên cứu
tí nh chấ t của liên kế t (khi
à
cà ng lớn, tí nh ion của liên kế t cà ng mạ nh), cấ u trúc hì nh
học của phâ n tử cũng nh! cá c tí nh chấ t vậ t lí , hóa học của một chấ t.

c.

Từ tí nh của phân tử
! Chất thuận từ
: Chấ t thuậ n từ là những chấ t

bị hút bởi nam châm
. Về mặt cấ u tạo, phâ n
tử của cá c chấ t nà y
có electron không ghép đôi (electron độc thân)
.
-q
l
+q
L! ỡng cực điệ n



à


Liê n kế t hó a họ c
Tr! ờ ng chuyê n Lê Quí Đô n - Đà Nẵ ng 10
Ví dụ : NO
2
là một chấ t thuậ n từ do trong cấ u tạ o còn một electron độc thâ n trên
nguyên tử N :
ONO
o
=

! Chât nghịch từ
: Chấ t nghịch từ là những chấ t
bị đẩy bởi nam châm
. Về mặt cấ u tạo,
phâ n tử của cá c chấ t nà y

không có electron độc thân
.
!
Việ c nghiên cứu từ tí nh của phâ n tử là m sá ng tỏ hơn cấ u tạ o của phâ n tử. Ví dụ nh!
thực nghiệ m cho thấ y oxi (O
2
) là một chấ t thuậ n từ, t! ơng đ! ơng với cấ u tạ o phâ n tử
phả i có electronđộc thâ n. Nh! vậ y, cá ch lí giả i theo
thuyế t electron hóa trị
hoặc
theo
thuyế t cộng hóa trị (VB)
(công thức của phâ n tử oxi (O
2
) có dạ ng




=
OO
chỉ gồm cá c
electron ghép đôi) là không đúng. Công thức đúng của O
2
đ! ợc giả i thí ch trên cơ sở của
thuyế t
obitan phân tử (MO)
sẽ xét đế n ở phầ n sau.

II.

Thuyết MO

(Molecular Orbital - Obitan phân tử)
Thuyế t VB và MO (Hund, Mulliken, Lenard-Jones, 1927-1929) đều dựa trên lý thuyế t cơ học
l! ợng tử để giả i thí ch sự hì nh thà nh liên kế t và tí nh chấ t hóa học của phâ n tử, tuy nhiên cá ch
đặt vấ n đề của hai thuyế t nà y gầ n nh! trá i ng!ợc nhau. Thuyế t VB thừa nhậ n sự tí nh độc lậ p
của cá c nguyên tử trong phâ n tử, liên kế t đ! ợc hì nh từ cá c obitan nguyên tử khá c nhau. Thuyế t
MO phủ nhậ n sự tồn tạ i độc lậ p của cá c nguyên tử trong phâ n tử, cá c electron trong phâ n tử
không còn thuộc về cá c obitan nguyên tử mà thuộc về cá c obitan chung gọi là obitan phâ n tử.
Trong bà i nà y chúng ta thả o luậ n kế t quả thu đ! ợc từ ph!ơng phá p MO.
1.

Các luận điể m chí nh của thuyế t MO
!
Trong phâ n tử cá c electron chuyể n động trong những obitan chung gọi là obitan phâ n tử.
Cá c obitan phâ n tử (cá c MO) nà y thu đ! ợc từ sự tổ hợp tuyế n tí nh cá c obitan nguyên tử
(atomic orbital - AO). Tổng số MO thu đ! ợc bằ ng tổng số AO tham gia tổ hợp.
!
Cá c MO thu đ! ợc có nă ng l! ợng khá c nhau đ! ợc hì nh thà nh một giả n đồ nă ng l! ợng
có giá trị từ thấ p đế n cao.
!
Mỗi loạ i MO gồm cá c MO có nă ng l! ợng thấ p gọi là MO liên kế t (

hoặc

) và MO có

nă ng l! ợng cao hơn gọi là MO phả n liên kế t (

*
hoặc

*
).
!
Cá c electron hóa trị của nguyên tử tham gia liên kế t đ! ợc phân bố vào các MO tuân theo
nguyên lý vững bền, nguyên lý Pauli và qui tắ c Hund.
!
Bậ c liên kế t =
2
1
(số electron trên MO liên kế t - số electron trên MO phả n liên kế t)
2.

Thuyế t MO và sự hì nh thành liên kế t cộng hóa trị.
a. Phân tử hai nguyên tử dạng A
2
.
!
Chu kỳ 1:
Cá c nguyên tố chu kỳ 1 có AO duy nhấ t 1s, nên trong phâ n tử hai nguyên tử
dạ ng A
2
sẽ có sự tổ hợp hai AO-s để tạ o ra hai MO-

có nă ng l! ợng nh! giản đồ d! ới
đây :

E

*
1s




1s 1s



1s


A



A
2
A

Trên cơ sở giả n đồ nà y ta có cấ u hì nh phâ n tử :