BÀI GIẢNG hóa đại CƯƠNG b2

HOÙA ÑAÏI CÖÔNG B2
1
MỤC LỤC
Phần I : HÓA VÔ CƠ 4
Mở đầu
Chương I : CÁC KIM LOẠI VÀ HP CHẤT CỦA KIM LOẠI 4
I. Giới thiệu
II. Tính chất hóa học của các đơn chất
III. Điều chế kim loại
IV. Hợp chất của kim loại
Chương II : CÁC PHI KIM VÀ HP CHẤT CỦA PHI KIM 7
A - CÁC HALOGEN
I. Giới thiệu
II. Tính chất của các đơn chất
III. Hợp chất của halogen
B - OXI – LƯU HUỲNH 9
I. Giới thiệu
II. Tính chất của oxi – lưu huỳnh
III. Các hợp chất
C - NITƠ – PHOTPHO 12
I. Giới thiệu
II. Tính chất của Nitơ – Photpho
III. Các hợp chất
Phần II : HÓA HỮU CƠ
Chương I : ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ 15
A – ĐỊNH NGHĨA
B – ĐỒNG PHÂN 15
I. Đồng phân cấu tạo
II. Đồng phân lập thể
C – HIỆU ỨNG HÓA HỌC 22
I. Hiệu ứng cảm ứng

II. Hiệu ứng liên hợp
III. Hiệu ứng siêu liên hợp
Chương II : HIDROCARBON 25
A – ANKAN
I. Tên gọi
II. Điều chế
III. Tính chất vật lý
IV. Tính chất hóa học
B – ANKEN 28
I. Tên gọi
II. Điều chế
III. Tính chất vật lý
IV. Tính chất hóa học
2
C – ANKIN 31
I. Tên gọi
II. Điều chế
III. Tính chất vật lý
IV. Tính chất hóa học
D – HIDROCARBON THƠM 33
I. Cấu tạo của benzen
II. Tên gọi
III. Điều chế
IV. Tính chất vật lý
V. Tính chất hóa học
Chương III : DẪN XUẤT HIDROXI CỦA HIDROCARBON ( ANCOL VÀ PHENOL ) 37
A – ANCOL
I. Tên gọi
II. Điều chế
III. Tính chất vật lý

IV. Tính chất hóa học
B – PHENOL 40
I. Tên gọi
II. Điều chế
III. Tính chất vật lý
IV. Tính chất hóa học
Chương IV : HP CHẤT CARBONYL 42
I. Tên gọi
II. Điều chế
III. Tính chất vật lý
IV. Tính chất hóa học
Chương V : AXIT CARBOXYLIC VÀ DẪN XUẤT 48
A – AXIT CARBOXYLIC
I. Tên gọi
II. Điều chế
III. Tính chất vật lý
IV. Tính chất hóa học
B – DẪN XUẤT CỦA AXIT CARBOXYLIC : CHẤT BÉO 51
I. Cấu tạo
II. Tính chất vật lý
III. Tính chất hóa học
IV. Một số chỉ số của chất béo
Chương VI : HP CHẤT CHỨA NITƠ 52
A – AMIN
I. Tên gọi
II. Điều chế
III. Tính chất vật lý
IV. Tính chất hóa học
B – AXIT AMIN 56
I. Phân loại và gọi tên

3
II. Điều chế
III. Tính chất
Chương VII : GLUXIT 59
A – MONOSACCARIT
I. Phân loại
II. Cấu tạo của mono saccarit
III. Tính chất
B – DISACCARIT 60
C – POLISACCARIT 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
4
Phần I : HÓA VÔ CƠ
MỞ ĐẦU
Dựa vào cấu tạo electron nguyên tử của các nguyên tố hóa học người ta chia chúng thành 3 loại:
1. Các khí trơ hay khí hiếm : là những nguyên tố có cấu tạo lớp electron ngoài cùng bão
hòa ns
2
np
6
và do đó chúng khá trơ về mặt hóa học.
Các khí trơ là những nguyên tố họ p trừ He thuộc họ s.
2. Các nguyên tố điển hình hay nguyên tố bình thường : những nguyên tố này có lớp vỏ
electron ngoài cùng chưa bão hòa, các electron đang được xây dựng ở các phân lớp s
hoặc p. Cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns
1-2
np
0-5
Đây là các kim loại và phi kim
điển hình thuộc các phân nhóm chính từ I đến VII. Các nguyên tố điển hình có hoạt tính

hóa học cao, chúng luôn có xu hướng cho hoặc nhận electron để đạt lớp vỏ electron bão
hòa, là lớp vỏ của các khí trơ tương ứng.
Các nguyên tố điển hình là các nguyên tố họ s hoặc p.
3. Các nguyên tố chuyển tiếp : những nguyên tố này có các phân lớp d hoặc f chưa bão
hòa, các electron đang được xây dựng ở phân lớp d hoặc f. Tất cả các nguyên tố chuyển
tiếp đều là kim loại và thuộc các phân nhóm phụ từ I đến VIII. Các nguyên tố chuyển
tiếp có hai họ :
•
Các nguyên tố d : cấu hình electron hóa trò (n - 1)d
1-10
ns
1-2
•
Các nguyên tố f : cấu hình electron hóa trò (n – 2)f
1-14
(n – 1)d
0-10
ns
1-2
.
Trong phần này chủ yếu trình bày về các nguyên tố điển hình thuộc các phân nhóm chính
( nhóm A ) và một số nguyên tố chuyển tiếp thuộc các phân nhóm phụ ( nhóm B ).
Chương I : CÁC KIM LOẠI VÀ HP CHẤT CỦA KIM LOẠI
I. GIỚI THIỆU :
Các kim loại bao gồm các nguyên tố thuộc các nhóm I
A
( kim loại kiềm ), II
A
( kim loại
kiềm thổ ), III

A
( trừ B ), IV
A
( trừ C, Si ) và tất cả các nguyên tố thuộc các phân nhóm phụ
( nhóm B ) :
Cấu hình electron lớp ngoài cùng Số oxi hóa
Nhóm I
A
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr ns
1
+1
Nhóm II
A
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra ns
2
+2
Nhóm III
A
Al, Ga, In, Tl ns
2
np
1
+3
Nhóm I
B
Cu, Ag, Au (n – 1)d
10
ns
1
+1, +2, +3

Nhóm II
B
Zn, Cd, Hg (n – 1)d
10
ns
2
+1, +2
Nhóm VIII
B
Fe, Co, Ni (n – 1)d
6,7,8
ns
2
+2, +3
Trong mỗi phân nhóm chính khi đi từ trên xuống dưới, khả năng nhường electron tăng, tính khử
tăng; còn trong mỗi phân nhóm phụ, tính khử của nguyên tố thứ nhất lớn hơn hai nguyên tố
còn lại.
5
II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐƠN CHẤT :
1. Với Hidro :
2M + nH
2
t
o
2MHn : hidrua
Chỉ các kim loại hoạt động ( kiềm, kiềm thổ ) phản ứng với hidro khi đun nóng tạo các
hidrua ion. Các hidrua này dễ thủy phân :
Ca + H
2
t

o
CaH
2
: canxi hidrua
CaH
2
+ 2H
2
O t
o
Ca(OH)
2
+ H
2

2. Với Halogen :
2M + X
2
t
o
2MXn : muối halogennua
• Các kim loại kiềm bốc cháy ngay ở điều kiện thường khi tiếp xúc với halogen.
• Với các kim loại kiềm thổ : Be, Mg phản ứng dễ, Ca, Sr, Ba phản ứng mãnh liệt.
• Nhôm phản ứng mạnh ( bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với clo )
• Các kim loại khác phản ứng khi đun nóng.
3. Với Oxi :
• Các kim loại nhóm I
A
phản ứng nhanh với oxi ở nhiệt độ thường, Li tạo Li
2

O, Na
tạo Na
2
O
2
còn K, Rb, Cs, cho superoxit RO
2
.
• Với nhóm II
A
: Ca, Sr, Ba phản ứng dễ ở nhiệt độ thường. Be, Mg phản ứng kém
hơn.
• Các kim loại còn lại ( trừ Ag, Pt, Au ) phản ứng khi đốt nóng.
4. Với H
2
O :
M + nH
2
O M(OH)
n
+
n
/
2
H
2
• Các kim loại nhóm I
A
phản ứng mãnh liệt. Ca, Sr, Ba phản ứng dễ dàng; Mg
phản ứng chậm; Be, Al bền do lớp oxit bảo vệ.

• Các kim loại còn lại không phản ứng.
5. Với axit :
a. Với axit không có tính oxi hóa như HCl, H
2
SO
4
loãng, …. Chỉ những kim
loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học các kim loại cho phản ứng tạo
thành muối, giải phóng khí H
2
. Các kim loại đứng sau hidro không phản ứng :
Fe + 2HCl FeCl
2
+ H
2
2Al + 3 H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
b. Với các axit có tính oxi hóa như HNO
3
, H

2
SO
4
đặc hầu hết các kim loại (
trừ Pt, Au ) đều phản ứng :
2Fe + 6 H
2
SO
4
đ t
o
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O
Fe + 6 HNO
3
t
o
Fe(NO
3
)
3

+ 3NO
2
+ 3H
2
O
6. Với dung dòch bazơ :
Một số kim loại mà hidroxit của chúng lưỡng tính như Be, Al, Zn,…. có thể tan được trong
các dung dòch kiềm :
Be + 2KOH K
2
BeO
2
+ H
2
Kali berilat
Al + NaOH + H O
2
NaAlO
2
+
2
3
2
H
7. Với dung dòch muối :
Các kim loại hoạt động hơn có thể đẩy được các kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi muối
tan trong dung dòch. ( Cả kim loại hoạt động và kim loại kém hoạt động đều phải không tác
dụng với H
2
O ) :

Fe + CuSO
4
Cu + FeSO
4
6
III. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI :
- Với các kim loại hoạt động ( I
A
, II
A
, Al ) : điện phân nóng chảy muối
clorua, hidroxit hoặc oxit :
2NaCl 2Na + Cl
2
- Với các kim loại khác : điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện. Dùng
các chất khử như H
2
, C, CO, Al để khử các oxit kim loại thành kim loại ở nhiệt độ cao.
CuO + H
2
t
o
Cu + H
2
O
Fe
2
O
3
+ 3CO t

o
Fe + 3CO
2
3Fe
3
O
4
+ 8Al t
o
9Fe + 4Al
2
O
3
IV. HP CHẤT CỦA KIM LOẠI :
1. Các oxit :
- Tất cả các oxit kim loại nhóm I
A
, một số oxit kim loại nhóm II
A
: CaO,
SrO, BaO dễ tan trong nước, khi tan có phản ứng với nước tạo thành hidroxit; các oxit còn
lại không tan.
Na
2
O + H
2
O 2NaOH
CaO + H
2
O Ca(OH)

2
- Các oxit kim loại là các oxit bazơ nên tác dụng với các axit tạo thành
muối và H
2
O ( phản ứng trao đổi ) :
Fe
3
O
4
+ 8HCl FeCl
2
+ 2 FeCl
3
+ 4 H
2
O
Al
2
O
3
+ 3H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3

+ 3 H
2
O
- Riêng các oxit của kim loại có nhiều trạng thái oxi hóa, trong đó kim
loại có số oxi hóa thấp khi phản ứng với axit có tính oxi hóa ( HNO
3
,

H
2
SO
4
đặc,… ) thì phản
ứng không phải là trao đổi mà là phản ứng oxi hóa khử :
FeO + 10 HNO
3
3Fe(NO
3
)
3
+ NO + 5 H
2
O
- Một số oxit : BeO, Al
2
O
3
, ZnO là những oxit lưỡng tính nên không những
phản ứng được với axit mà còn phản ứng được với các dung dòch kiềm :
BeO + 2KOH K

2
BeO
2
+ H
2
O
Al
2
O
3
+ 2NaOH 2NaAlO
2
+ H
2
O
- Để điều chế các oxit có thể cho kim loại tác dụng tác dụng với oxi hoặc
nhiệt phân các hidroxit kim loại không tan trong nước :
Cu(OH)
2
t
o
CuO + H
2
O
2. Các hidroxit :
- Tất cả các hidroxit kim loại nhóm I
A
, một số hidroxit kim loại nhóm II
A
:

Ca(OH)
2
, Sr(OH)
2
, Ba(OH)
2
tan trong nước; các hidroxit còn lại không tan.
- Trừ hidroxit kim loại nhóm I
A
không bò nhiệt phân, các hidroxit khác bò
nhiệt phân tạo thành oxit kim loại và nước :
2Al(OH)
3
t
o
Al
2
O
3
+ 3H
2
O
Cu(OH)
2
t
o
CuO + H
2
O
- Các hidroxit kim loại là các bazơ nên phản ứng được với axit tạo muối

và nước ( phản ứng trao đổi )
2Al(OH)
3
+ 3H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 6H
2
O
- Riêng các hidroxit của kim loại có nhiều trạng thái oxi hóa, trong đó
kim loại ở trạng thái oxi hóa thấp khi phản ứng với các axit có tính oxi hóa ( HNO
3
, H
2
SO
4
đ,
…) thì phản ứng không phải là trao đổi mà là phản ứng oxi hóa khử :
7
Điện phân
nóng chảy
3Fe(OH)
2

+ 10HNO
3
3Fe(NO
3
)
3
+ NO + 8H
2
O
- Một số hidroxit lưỡng tính : Be(OH)
2
, Al(OH)
3
, Zn(OH)
2
,… không những
phản ứng được với axit mà còn phản ứng được với các dung dòch kiềm :
Zn(OH)
2
+ 2NaOH Na
2
ZnO
2
+ 2H
2
O
- Để điều chế các hidroxit có thể cho kim loại hoặc oxit kim loại (kiềm,
một số kiềm thổ) tác dụng với nước hay cho muối tác dụng với dung dòch bazơ :
CaO + H
2

O Ca(OH)
2
CuSO
4
+ 2NaOH Cu(OH)
2
+ Na
2
SO
4
Chương II : CÁC PHI KIM VÀ HP CHẤT CỦA PHI KIM
A. CÁC HALOGEN
I. GIỚI THIỆU :
Halogen là tên gọi các nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm VII bao gồm : Flo (F), Clo
(Cl), Brom (Br), Iod (I) và Atatin (At). Cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns
2
np
5
.
Do có cấu hình electron như vậy các halogen dễ nhận thêm 1 electron thể hiện tính oxi hóa
mạnh. Khi đi từ F tới At tính oxi hóa giảm dần.
Trừ F chỉ có số oxi hóa –1; các halogen khác có khả năng tạo các hợp chất có số oxi hóa
+1, +3, +5, +7 với các nguyên tố âm điện hơn.
Trong số các halogen, Clo có ý nghóa quan trọng nhất về mặt lý thuyết cũng như thực tiễn.
Atatin là nguyên tố phóng xạ và là nguyên tố hiếm chưa được nghiên cứu nhiều nên sẽ
không xét ở đây.
II. TÍNH CHẤT CỦA CÁC ĐƠN CHẤT :
1. Tính chất vật lý :
trạng thái đơn chất, các halogen tồn tại dưới dạng phân tử gồm 2 nguyên tử X
2

:
F
2
: chất khí màu vàng nhạt; Cl
2
: chất khí màu vàng lục; Br
2
: chất lỏng màu đỏ nâu; I
2
:
chất rắn màu tím đen có ánh kim.
Trừ F
2
phân hủy nước, các halogen khác đều tan được trong nước tuy rất ít do tính không
cực của các phân tử X
2
.
Cũng do tính không cực của các halogen nên chúng lại dễ tan trong các dung môi không
cực như benzen, eter,…
I
2
có thể thăng hoa khi đun nóng và cho hợp chất màu xanh với hồ tinh bột.
2. Tính chất hóa học :
Các halogen là các phi kim điển hình có tính oxi hóa mạnh : F
2
có tính oxi hóa mạnh nhất,
không chất nào có thể lấy được electron của F
2
nên trong các hợp chất của mình flo luôn có
số oxi hóa –1. Cl

2
cũng là chất oxi hóa mạnh tuy kém hoạt động hơn F
2
. Đi từ F
2
tới I
2
tính
oxi hóa của các halogen giảm dần, riêng I
2
đã thể hiện tính khử trong một vài phản ứng.
Các halogen phản ứng với hầu hết các kim loại, nhiều phi kim và nhiều hợp chất :
• Với kim loại :
2M + nX
2
2MX
n
: muối halogenua
Với F
2
và Cl
2
tất cả các kim loại đều phản ứng. Phản ứng của Clo với kim loại xảy ra mãnh
liệt ở trạng thái ẩm. Đối với Clo khô các kim loại nói chung bền vững.
8
Br
2
và I
2
phản ứng được với nhiều kim loại đặc biệt khi đốt nóng :

2Fe + 3Cl
2
2FeCl
3
2Al + 3I
2
2AlI
3
Fe + I
2
t
o
FeI
2
• Với phi kim :
S + 3F
2
SF
6
2P + 5Cl
2
2PCl
5
• Với H
2
:
H
2
+ X
2

2HX : hydro halogenua
F
2
phản ứng nổ ngay trong bóng tối ở nhiệt độ thấp, Cl
2
phản ứng mãnh liệt khi được chiếu
sáng, Br
2
cần phải đốt nóng còn với I
2
phải đốt nóng ở nhiệt độ cao và phản ứng là thuận
nghòch.
• Với H
2
O :
H
2
O bốc cháy trong khí quyển flo tạo oxi nguyên tử :
H
2
O + F
2
2HF + O
Các halogen khác oxi hóa nước theo cơ chế tự oxi hóa khử :
HX + HOX
2
2
H O + X
• Với các hợp chất có tính khử khác :
2FeCl

2
+ Cl
2
2FeCl
3
Na
2
SO
3
+ Br
2
+ H
2
O Na
2
SO
4
+ 2HBr
H
2
S + I
2
S ↓ + 2HI
2KBr + Cl
2
Br
2
+ 2KCl
Riêng I
2

đã thể tính khử trong một vài phản ứng :
3I
2
+ 10HNO
3
6HIO
3
+ 10NO + 2H
2
O
3. Điều chế :
• Với F
2
: điện phân các hợp chất Florua nóng chảy chẳng hạn muối kép KF.HF
• Với các halogen khác : dùng các chất oxi hóa như : KMnO
4
, MnO
2
, KClO
3
, hoặc các
halogen để oxi hóa ion halogenua :
2KMnO
4
+ 16HCl 5Cl
2
↑ + 2MnCl
2
+ 2KCl + 8H
2

O
2NaBr + MnO
2
+ 2H
2
SO
4
Br
2
+ MnSO
4
+ Na
2
SO
4
+ 2H
2
O
2KI + Cl
2
I
2
+ 2KCl
III. HP CHẤT CỦA HALOGEN :
1. Các HX và muối halogenua :
Liên kết trong các hidro halogenua HX là liên kết cộng hóa trò phân cực và độ phân cực
giảm dần theo dãy HF – HCl – HBr – HI. Do phân cực, các HX dễ tan trong nước tạo thành
các dung dòch axit halogen hidric. Tính axit tăng dần từ HF đến HI : trừ dung dòch HF có
tính axit yếu, các dung dòch HX khác đều là các axit mạnh.
Các HX có tính khử và tính khử tăng dần từ HF đến HI : HF không có tính khử, HCl có tính

khử rất yếu, HBr có tính khử mạnh hơn và HI có tính khử mạnh nhất :
Ví dụ : HF, HCl không phản ứng với H
2
SO
4
đặc nhưng HBr khử được H
2
SO
4
đến SO
2
còn HI
khử đến H
2
S :
2HBr + H
2
SO
4
Br
2
+ SO
2
+ 2H
2
O
8HI + H
2
SO
4

4I
2
+ H
2
S + 4H
2
O
HI có thể bò oxi hóa ngay bởi các chất oxi hóa yếu :
9
2HI + 2FeCl
3
I
2
+ 2FeCl
2
+ 2HCl
Muối halogenua là các hợp chất ion điển hình, kết tinh tốt, dễ tan trong nước ( trừ một số
muối của Ag
+
, Pb
2+
, Cu
+
, Hg
+
).
Để điều chế các HX :
H
2
+ X

2
2HX hoặc trong phòng thí nghiệm :
2NaCl + H
2
SO
4
Na
2
SO
4
+ 2HCl
2. Các hợp chất chứa Oxi của Clo :
Clo có thể tạo các hợp chất trong đó Clo có số oxi hóa +1, +3, +5, +7. Đáng chú ý hơn cả
là các axit chứa oxi và muối của chúng.
HClO : axit hipoclorơ, muối hipoclorit
HClO
2
: axit clorơ, muối clorit
HClO
3
: axit cloric, muối clorat
HClO
4
: axit percloric, muối perclorat.
Hầu hết các axit này đều kém bền, chỉ tồn tại trong dung dòch và có tính oxi hóa mạnh.
Các muối của chúng bền hơn và giống như axit chúng cũng là các chất oxi hóa mạnh.
B . OXI – LƯU HUỲNH
I. GIỚI THIỆU :
Oxi, lưu huỳnh là 2 nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm VI bao gồm : O ( oxi ), S ( lưu
huỳnh ), Se ( Selen ), Te ( Telu ) và Po ( Poloni ) có tên chung là Cancogen. Cấu hình electron

lớp ngoài cùng của chúng là ns
2
np
4
.
Do có cấu hình electron như trên nên xu hướng chung đặc trưng cho cả nhóm là nhận thêm 2
electron thể hiện tính oxi hóa :
X + 2e = X
-2
Theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính oxi hóa giảm dần : Oxi có tính oxi hóa mạnh, Lưu
huỳnh có tính oxi hóa kém hơn, Selen và Telu có tính oxi hóa kém hơn rất nhiều.
Bắt đầu từ lưu huỳnh các nguyên tố này ngoài khả năng nhận electron thể hiện tính oxi hóa còn
có thể nhường electron thể hiện tính khử và tạo nên các trạng thái oxi hóa dương.
Oxi thường có số oxi hóa –2 ( trừ trong peroxit có số oxi hóa –1 và trong hợp chất F
2
O có số
oxi hóa +2 ) các nguyên tố khác ngoài –2 còn có các số oxi hóa +2, +4, +6.
Quan trọng nhất về mặt lý thuyết cũng như ứng dụng là oxi và lưu huỳnh nên phần này chỉ
khảo sát 2 nguyên tố này.
II. TÍNH CHẤT CỦA OXI, LƯU HUỲNH :
1. Oxi :
Oxi có hai dạng thù hình là oxi thông thường O
2
và ozon O
3
.
• O
2
là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước : ở 0
o

C, 100 thể tích nước
chỉ hòa tan được 5 thể tích O
2
.
Về phương diện hóa học, O
2
có hoạt tính cao đặc biệt khi đốt nóng hoặc có xúc tác. Oxi
tác dụng với hầu hết các kim loại và phi kim ( trừ halogen, Ag, Pt, Au ) cũng như với
nhiều hợp chất.
• O
3
là khí màu xanh mùi hắc, tan nhiều trong nước hơn O
2
: ở 0
o
C, 100 thể tích
nước hòa tan được 49 thể tích O
3
.
10
Về phương diện hóa học, O
3
có hoạt tính oxi hóa cao hơn O
2
, nó oxi hóa được nhiều đơn
chất và hợp chất mà O
2
không oxi hóa được :
2Ag + O
3

Ag
2
O + O
2
2KI + O
3
+ H
2
O I
2
+ 2KOH + O
2
• Trong công nghiệp O
2
được điều chế bằng cách chưng cất phân đoạn không khí
lỏng; còn trong phòng thí nghiệm điều chế O
2
bằng cách nhiệt phân các hợp chất chứa
nhiều oxi :
2KClO
3

MnO
2
,
t
o
2KCl + 3O
2
2KMnO

4
t
o
K
2
MnO
4
+ MnO
2
+ O
2
HgO t
o
Hg + O
2
• Ozon được tạo thành khi phóng điện êm qua oxi :
3O
2
2O
3
2. Lưu huỳnh :
Lưu huỳnh là chất rắn tinh thể hoặc dạng bột mòn màu vàng, không tan trong nước, dễ tan
trong CS
2
, rượu,…
Lưu huỳnh là phi kim hoạt động mạnh, nó tác dụng được với nhiều kim loại ( trừ Pt, Au ),
nhiều phi kim ( trừ I
2
và N
2

) và nhiều hợp chất thể hiện tính oxi hóa và tính khử mạnh.
• Với những nguyên tố có có độ âm điện nhỏ hơn ( hidro, các kim loại ) lưu huỳnh
thể hiện tính oxi hóa :
H
2
+ S t
o
H
2
S : hidro sunfua
Các kim loại : sắt, đồng, kẽm, nhôm khi nung đỏ tác dụng với lưu huỳnh cho các sunfua :
Fe + S t
o
FeS : sunfua sắt (II)
Đặc biệt, một số kim loại kém hoạt động như Hg, Ag có thể phản ứng với lưu huỳnh ở nhiệt
độ thường ( trong khi Ag nóng chảy cũng không tác dụng với O
2
)
• Với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn ( halogen, oxi ) hoặc các chất oxi
hóa mạnh, lưu huỳnh nhường electron thể hiện tính khử :
S + O
2
t
o
SO
2
3S + 2KClO
3
t
o

3SO
2
+ 2KCl
S + 6HNO
3
đặc t
o
H
2
SO
4
+ 6NO
2
+ 2H
2
O
• Khi đun nóng với dung dòch kiềm, lưu huỳnh tự oxi hóa khử :
3S + 6NaOH 2Na
2
S + Na
2
SO
3
+ 3H
2
O
III. CÁC HP CHẤT :
1. H
2
S và các muối sunfua :

H
2
S là chất khí không màu, mùi trứng thối và rất độc. H
2
S ít tan trong nước, kém bền, dễ bò
phân hủy cho H
2
và S.
H
2
S có tính khử mạnh và tính axit yếu ( trong dung dòch nước).
• H
2
S cháy trong không khí :
2H
2
S + 3O
2
t
o
2SO
2
+ 2H
2
O
Khi thiếu oxi hoặc nhiệt độ thấp thì lưu huỳnh được giải phóng :
2H
2
S + 3O
2

2S + 2H
2
O
Quá trình trên giải thích tại sao H
2
S không tích tụ trong không khí mặc dù hằng ngày có
nhiều nguồn tạo ra nó.
Br
2
oxi hóa H
2
S đến H
2
SO
4
:
11
H
2
S + 4Br
2
+ 4H
2
O H
2
SO
4
+ 8HBr
• H
2

S cho hai loại muối : Sunfua và hidrosunfua. Chỉ có các sunfua kim loại kiềm,
(NH
4
)
2
S, CaS,…tan được trong nước; các sunfua còn lại không tan.
Một số sunfua không tan trong nước nhưng tan trong axit như MnS, ZnS, FeS,…; còn các
sunfua như PbS, CuS, HgS, Ag
2
S,… không tan trong nước cũng như trong các axit thông
thường.
Giống với H
2
S, các muối sunfua cũng có tính khử :
CuS + 8HNO
3
CuSO
4
+ 8NO
2
+ 4H
2
O
2ZnS + 3O
2
2ZnO + 2SO
2
2. SO
2
, H

2
SO
3
và muối sunfit :
• SO
2
: anhidrit sunfurơ, khí sunfurơ : là chất khí không màu, mùi xốc dễ hóa lỏng,
dễ tan trong nước. Khi tan, một phần phản ứng với nước tạo thành dung dòch axit sunfurơ,
còn phần lớn tồn tại dưới dạng SO
2
.nH
2
O
SO
2
+ H
2
O H
2
SO
3
: axit sunfurơ
• SO
2
vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa trong đó tính khử đặc trưng và quan
trọng hơn :
2SO
2
+ O
2

Pt
2SO
3
5SO
2
+ 2KMnO
4
+ 2H
2
O K
2
SO
4
+ 2MnSO
4
+ 2H
2
SO
4
tính oxi hóa : SO
2
+ 2H
2
S 3S + 2H
2
O
SO
2
+ 6HI H

2
S + 3I
2
+ 2H
2
O
• H
2
SO
3
là axit kém bền, chỉ tồn tại trong dung dòch loãng.
H
2
SO
3
cho 2 loại muối : sunfit và bisunfit. Hầu hết các muối sunfit không tan trong nước chỉ
có sunfit kim loại kiềm và (NH
4
)
2
SO
3
là dễ tan .
Giống như khí sunfurơ, axit sunfurơ và các muối sunfit cũng vừa có tính khử vừa có tính oxi
hóa, trong đó tính khử vẫn đặc trưng hơn :
2H
2
SO
3
+ O

2
2H
2
SO
4
Na
2
SO
3
+ Cl
2
+ H
2
O Na
2
SO
4
+ 2HCl
3. SO
3
, H
2
SO
4
và muối sunfat :
• SO
3
: anhidrit sunfuric, là chất lỏng không màu, sôi ở 44,8
o
C và chuyển thành

khối kết tinh trong suốt ở nhiệt độ dưới 17
o
C
SO
3
tan trong nước tỏa nhiệt mạnh :
SO
3
+ H
2
O H
2
SO
4
• H
2
SO
4
: axit sunfuric là chất lỏng không màu, sánh, tan vô hạn trong nước và khi
tan phát nhiệt mạnh do quá trình hidrat hóa :
H
2
SO
4
+ nH
2
O H
2
SO
4

.nH
2
O ∆H
298
= -79,4 KJ/ mol
H
2
SO
4
loãng là một axit mạnh : nó phản ứng với kim loại đứng trước hidro trong dãy điện
thế tạo thành muối sunfat và khí hidro.
H
2
SO
4
đặc là chất oxi hóa mạnh, nó oxi hóa được hầu hết các kim loại ( trừ Pt, Au ), nhiều
phi kim ( C, S, P ) còn bản thân H
2
SO
4
thì bò khử thành SO
2
, S hoặc H
2
S tùy thuộc vào chất
phản ứng và điều kiện phản ứng :
Cu + 2H
2
SO
4

CuSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
C + 2H
2
SO
4
CO
2
+ 2SO
2
+ 2H
2
O
Nhiều hợp chất như HI, H
2
S, HBr,… cũng bò oxi hóa bởi H
2
SO
4
đặc :
H
2
SO
4
(đ) + 2HBr t

o
SO
2
+ Br
2
+ 2H
2
O
H
2
SO
4
(đ) + 8HI t
o
H
2
S + 4I
2
+ 4H
2
O
12
• H
2
SO
4
tạo 2 loại muối là sunfat và hidrosunfat. Hấu hết các muối sunfat đều dễ
tan trừ BaSO
4
, PbSO

4
, CaSO
4
,…
C - NITƠ – PHOTPHO
I. GIỚI THIỆU :
Nitơ, photpho là 2 nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm V bao gồm : Nitơ (N), photpho (P),
Asen (As), antimon (Sb) và Bimut (Bi). Cấu hình electron lớp ngoài cùng của chúng là ns
2
np
3
, vì
vậy khả năng nhận electron thể hiện khá rõ :
X + 3e X
-3
Ngoài khả năng nhận electron, các nguyên tố nhóm V
A
còn có thể nhường electron để tạo thành
các hợp chất trong đó chúng có số oxi hóa dương từ +1 đến +5. Đi từ Nitơ đến Bitmut tính oxi
hóa giảm dần, còn tính khử tăng dần.
Phần này chủ yếu khảo sát về Nitơ và Photpho.
II. TÍNH CHẤT CỦA NITƠ, PHOTPHO :
1. Nitơ :
• Ở trạng thái đơn chất Nitơ tồn tại dưới dạng phân tử gồm 2 nguyên tử N
2
. Nitơ là
chất khí, không màu, không mùi, không vò, ít tan trong nước và các dung môi hữu cơ. Nitơ
không duy trì sự cháy và sự sống.
• Trong phân tử Nitơ, 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết ba gồm 1 liên
kết σ và 2 liên kết π ( N≡N) làm cho phân tử Nitơ đặc biệt bền. Vì phân tử Nitơ bền nên ở

điều kiện thường Nitơ kém hoạt động về mặt hóa học. Ở nhiệt độ cao và có mặt xúc tác,
Nitơ hoạt động hơn, có thể tham gia nhiều phản ứng trong đó nó thường giữ vai trò chất oxi
hóa. Chỉ khi tác dụng với F
2
và O
2
nó mới thể hiện tính khử :
N
2
+ 3H
2
450 C
Xúc tác
o
2NH
3
Amoniac:

N
2
+
3Mg
2
600 C
o
Nitrua Magie:Mg N
3

Trong 2 phản ứng trên N
2

giữ vai trò chất oxi hóa :
N
2
+
2000 C
o
O
2
2NO
Trong phản ứng này N
2
giữ vai trò chất khử.
• Trong công nghiệp, điều chế N
2
bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng
( chứa khoảng 80% N
2
về thể tích ).
Trong phòng thí nghiệm, điều chế N
2
bằng cách nhiệt phân amoni nitrit :
NH
4
NO
2
t
o
N
2
↑ + 2H

2
O
2. Photpho :
Photpho có một số dạng thù hình là photpho trắng, photpho đỏ và photpho đen.
• Photpho trắng : là chất rắn nóng chảy ở 44,1
o
C và sôi ở 275
o
C, không tan trong
nước nhưng dễ tan trong CS
2
, benzen, eter.
Photpho trắng để lâu, nhất là khi đốt nóng, sẽ chuyển dần thành photpho đỏ
Trong không khí, photpho trắng tự bốc cháy.
13
• Photpho đỏ : là chất bột màu đỏ không tan trong CS
2
và bò thăng hoa khi đun
nóng. Hơi photpho đỏ khi ngưng tụ lại được photpho trắng.
• Photpho đen được tạo thành khi đun nóng photpho đỏ ở 220
o
C, áp suất 10 – 12
nghìn atm. Nó là chất rắn màu đen hầu như không tan trong bất kỳ dung môi nào.
Photpho trắng rất độc còn photpho đỏ và photpho đen không độc.
• So với Nitơ, photpho hoạt động hơn : dễ kết hợp với oxi, halogen, lưu huỳnh,
nhiều kim loại và hợp chất thể hiện tính khử và tính oxi hóa :
Khi phản ứng với phi kim hoặc chất oxi hóa, photpho thể hiện tính khử :
4P + 3O
2
2P

2
O
3
( thiếu O
2
)
2P + 3Cl
2
2PCl
3
( thiếu Cl
2
)
4P + 5O
2
2P
2
O
5
( dư O
2
)
2P + 5Cl
2
2PCl
5
( dư Cl
2
)
Khi phản ứng với kim loại tạo các photphua kim loại, photpho thể hiện tính oxi hóa :

2P + 3Mg t
o
Mg
3
P
2
Trong các phản ứng photpho trắng phản ứng mãnh liệt hơn photpho đỏ và photpho đen.
• Trong công nghiệp người ta điều chế photpho từ canxi photphat, than và cát
trong lò điện ở 1500
o
C :
Ca
3
(PO
4
)
2
+ 5C + 3SiO
2
3CaSiO
3
+ 5CO + 2P
III. CÁC HP CHẤT :
1. Amoniac NH
3
và muối amoni :
điều kiện thường NH
3
là chất khí không màu, mùi khai tan nhiều trong nước : ở 20
o

C, 1 lít
nước có thể hòa tan được 800 lít NH
3
.
NH
3
bền ở nhiệt độ thường nhưng khi đun nóng đến 300
o
C nó bắt đầu bò phân hủy và ở
600
o
C nó phân hủy gần như hoàn toàn :
2
N + 3H
2

o
600 C
3
2NH
• NH
3
có tính bazơ và tính khử :
NH
3
+ H
2
O NH
4
+

+ OH
-
NH
3
+ HCl NH
4
Cl
NH
3
có thể cháy trong không khí ở 900
o
C :
4NH
3
900 C
o
+ 3O
2
2N + 6H O
2
2
Nếu có xúc tác Pt, thì nhiệt độ hạ xuống 300 – 500
o
C :
4NH
3
Pt, 500 C
o
+ 5O
2

4NO
+ 6H O
2
Các chất oxi hóa như CuO, Cl
2
, Br
2
,…. oxi hóa NH
3
thành N
2
:
3CuO + 2NH
3
t
o
3Cu + 3H
2
O + N
2
• Muối của amoniac là amoni. Các muối amoni đều là các chất rắn tinh thể, dễ tan
trong nước.
Các muối amoni đều bò nhiệt phân :
NH
4
Cl t
o
NH
3
+ HCl

NH
4
NO
2
t
o
N
2
+ 2H
2
O
NH
4
NO
3
t
o
N
2
O + 2H
2
O
2. N
2
O
5
, HNO
3
và muối nitrat :
14

1500
o
C
• Anhidrit nitric N
2
O
5
là chất rắn màu trắng dễ tan trong nước tạo axit nitric :
N
2
O
5
+ H
2
O 2HNO
3
• Axit nitric HNO
3
là chất lỏng không màu, sôi ở 84,1
o
C, tan trong nước với bất kỳ
tỉ lệ nào. HNO
3
không bền, bò phân hủy một phần ở điều kiện thường và khi đun nóng có
thể bò phân hủy hoàn toàn :
4HNO
3
4NO
2
+ O

2
+ 2H
2
O
HNO
3
là một axit mạnh đồng thời là chất oxi hóa mạnh. Nó oxi hóa được hầu hết các kim
loại ( trừ Pt, Au ) nhiều phi kim và hợp chất. Trong phản ứng với kim loại, tùy vào hoạt tính
của kim loại, nồng độ axit mà HNO
3
bò khử đến các trạng thái oxi hóa khác nhau :
HNO
3
NO
2
+5
+4
NO
N
2
O
N
2
NH
3
+2
+1
0
-3
Còn bản thân kim loại bò oxi hóa đến số oxi hóa cực đại :

3Cu + 8HNO
3
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
8Al + 30HNO
3
8Al(NO
3
)
3
+ 3N
2
O + 15H
2
O
4Zn + 10HNO
3
4Zn(NO
3
)
2
+ NH
4
NO
3

+ 3H
2
O
HNO
3
đặc nóng oxi hóa các phi kim như I
2
, S, P, C đến trạng thái oxi hóa dương cực đại,
còn HNO
3
bò khử đến NO
2
hoặc NO :
3P + 5HNO
3
+ 2H
2
O t
o
3H
3
PO
4
+ 5NO
C + 4HNO
3
t
o
CO
2

+ 4NO
2
+ 2H
2
O
Nhiều hợp chất cũng bò HNO
3
oxi hóa :
PbS + 8HNO
3
PbSO
4
+ 8NO
2
+ 4H
2
O
3HCl + HNO
3
NO + 3Cl + 2H
2
O
Hỗn hợp gồm 3 thể tích HCl đặc và 1 thể tích HNO
3
đặc ( dung dòch cường thủy ) có thể
hòa tan vàng và bạch kim :
Au + 3HCl + HNO
3
AuCl
3

+ NO + 2H
2
O
• Muối của axit nitric gọi là nitrat. Các nitrat đều dễ tan, không thủy phân nhưng bò
nhiệt phân :
2NaNO
3
t
o
2NaNO
2
+ O
2
2Cu(NO
3
)
2
t
o
2CuO + 4NO
2
+ O
2
2AgNO
3
t
o
2Ag + 2NO
2
+ O

2
3. P
2
O
5
, H
3
PO
4
và các muối photphat :
• Anhirit photphoric P
2
O
5
là chất rắn màu trắng, hút ẩm mạnh nên được dùng làm
chất sấy khô trong phòng thí nghiệm.
Khi tác dụng với H
2
O, P
2
O
5
tạo nhiều dạng axit photphoric khác nhau :
P
2
O
5
+ H
2
O 2HPO

3
: axit meta photphoric
P
2
O
5
+ 2H
2
O H
4
P
2
O
7
: axit pyro photphoric
P
2
O
5
+ 3H
2
O 2H
3
PO
4
: axit octo photphoric
Trong đó H
3
PO
4

( thường gọi đơn giản là axit photphoric ) là axit có giá trò thực tế hơn cả.
• Axit photphoric H
3
PO
4
là chất rắn tan tốt trong nước. Trong dung dòch nước nó là
axit 3 lần có độ mạnh trung bình.
H
3
PO
4
cho 3 loại muối : photphat, hidro photphat và dihidro photphat :
NaOH + H
3
PO
4
NaH
2
PO
4
+ H
2
O
Natri dihidro photphat
2NaOH + H
3
PO
4
Na
2

HPO
4
+ 2H
2
O
Natri hidro photphat
15
3NaOH + H
3
PO
4
Na
3
PO
4
+ 3H
2
O
Natri photphat
• Muối photphat và hidro photphat phần lớn không tan trong nước còn các dihidro
photphat đều tan.
PHẦN II : HÓA HỮU CƠ
Chương I : ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ
A . ĐỊNH NGHĨA
Danh từ chất hữu cơ được Berzélius sử dụng lần đầu tiên vào năm 1807 để chỉ những chất trích
từ các cơ thể sống (động vật, thực vật) để phân biệt với các chất vô cơ là những chất xem như
được lấy từ vật chất không có sự sống như :đất, đá, muối, … Các nhà hóa học thời ấy cho rằng
các chất hữu cơ chỉ được hình thành trong các cơ thể sống dưới tác dụng của một lực đặc biệt
được gọi là “lực sống”.
Nhưng đến năm 1828, khi nhà bác học Đức Friedrich Wohler (1880 – 1882) tổng hợp được Urê

từ muối vô cơ amoni xianat :
NH
4
NCO (H
2
N)
2
CO
t
o
và sau đó nhiều chất hữu cơ được tổng hợp từ các chất vô cơ thì thuyết “lực sống” bò đánh đổ.
Sau đó hóa học hữu cơ được đònh nghóa là ngành hóa học chuyên nghiên cứu các hợp chất của
carbon. Tuy vậy, một số hợp chất của carbon như : carbon oxit, carbon dioxit, các muối carbonat
… lại không thuộc lónh vực nghiên cứu của hóa hữu cơ.
Vì vậy hiện nay người ta đònh nghóa hóa học hữu cơ là hóa học của các hidrocarbon và dẫn
xuất.
B. ĐỒNG PHÂN
Đồng phân là một hiện tượng phổ biến và quan trọng trong hóa học hữu cơ.
Hiện tượng một công thức phân tử ứng với hai hay nhiều chất khác nhau được gọi là hiện tượng
đồng phân.
Tùy thuộc vào việc các chất đồng phân phân biệt nhau về cấu tạo hay phân biệt nhau về cấu
hình mà người ta phân biệt 2 loại đồng phân : Đồng phân cấu tạo và đồng phân lập thể.
I. Đồng phân cấu tạo :
Các đồng phân cấu tạo ( còn được gọi là đồng phân phẳng ) phân biệt nhau về cấu tạo hóa
học nghóa là phân biệt nhau về trình tự sắp xếp của các nguyên tử trong phân tử hoặc về loại
liên kết giữa các nguyên tử ấy.
Các loại đồng phân chủ yếu gồm có:
a. Đồng phân mạch : các đồng phân mạch phân biệt với nhau về cách sắp xếp mạch carbon.
Ví dụ :
CH

3
- CH
2
- CH
2
- CH
3
và CH
3
- CH - CH
3

CH
3
n - butan i -butan
16
b. Đồng phân vò trí : các đồng phân vò trí phân biệt nhau về vò trí của nhóm chức.
Ví dụ:
CH
3
- CH
2
- CH
2
- OH và CH
3
- CH - CH
3

OH

propanol - 1
propanol - 2
CH
2
= CH- CH
2
– CH
3
và CH
3
- CH = CH – CH
3
Buten –1 Buten – 2
c. Đồng phân nhóm chức : các đồng phân này có cùng công thức phân tử nhưng có nhóm
chức khác nhau.
Ví dụ : CH
3
- CH
2
OH và CH
3
- O- CH
3
Rượu etylic dimetyl ete
CH
3
- CH
2
- CH = O và CH
3

- CO- CH
3
Andehit propionic Axeton
d. Đồng phân liên kết : các đồng phân này phân biệt nhau về loại liên kết giữa các nguyên tử
trong phân tử.
Ví dụ : CH
3
– CH = CH - CH
3
và CH
2
- CH
2

CH
2
- CH
2

Buten – 2 Xiclobutan
Chú ý : có một số trường hợp mà một chất hữu cơ có thể phản ứng được theo hai công thức
cấu tạo khác nhau tùy điều kiện thí nghiệm. Hai dạng này liên tục chuyển hóa lẫn nhau trong
một cân bằng, khiến cho hỗn hợp của chúng thể hiện như một hợp chất duy nhất. Hiện tượng
này được gọi là hiện tượng hỗ biến hay hiện tượng tautomer :
Ví dụ : 1 . Hỗ biến enol – xeton :
R - CH = C - R' R - CH
2
- C - R'
OH O
dạng enol dạng xeton

Dạng xeton bền hơn dạng enol và được tạo thành nhiều hơn.
2 . Hỗ biến imit – amit :
R - C = N - R' R - C - NH - R'
OH
O
dạng imit dạng amit
Dạng amit bền hơn dạng imit và được tạo thành nhiều hơn.
II. ĐỒNG PHÂN LẬP THỂ :
Các đồng phân lập thể (còn gọi là đồng không gian) phân biệt nhau về cấu hình nghóa là phân
biệt nhau về sự phân bố không gian của các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử.
Hai loại đồng phân lập thể chủ yếu là đồng phân quang học và đồng phân hình học. Ở hai loại
này các chất đồng phân phân biệt nhau do sự phân bố không gian của các nguyên tử, nhóm
nguyên tử xung quanh phần “ không trùng với ảnh” hoặc phần cứng nhắc của phân tử.
1. Đồng phân hình học:
17
Ta có thể hình dung sự xuất hiện các đồng phân hình học trong các trường hợp phổ biến như
sau: nếu có hai nguyên tử nối với nhau bằng một liên kết cộng hóa trò cứng nhắc (nghóa là
không có sự quay của hai phần phân tử quanh trục nối hai nguyên tử này) thì hai nhóm thế nối
với chúng có thể có những cách phân bố không gian khác nhau :
Nếu chúng ở cùng phía đối với nhau ta gọi là đồng phân cis.
Nếu chúng ở khác phía đối với nhau ta gọi là đồng phân trans.
Hiện tượng đồng phân hình học xuất hiện ở các hợp chất có nối đôi carbon – carbon (đồng
phân etylenic) là do có liên kết π giữa hai nguyên tử carbon mà sự quay quanh trục nối hai
nguyên tử này bò cản trở . Với cấu tạo a,b C = C a,b hoặc a,b C = C a,c sẽ có hai cách phân
bố không gian cứng nhắc sau:
C C
aa
b
b
Cấu hình cis

C C
a
b
Cấu hình trans
và
a
b
Ví dụ :
C C
Axit Maleic ( cis )
COOH
HOOC
HH

C C
Axit Fumaric ( trans )
và
COOH
HOOC
H
H
C C
cấu hình cis
aa
c
b

C C
cấu hình trans

và
a
a
c
b
Ví dụ :
C C
Axit izo crotonic ( cis )
H
H
CH
3
HOOC

C C
Axit crotonic ( trans )
và
H
H
CH
3
HOOC
Loại đồng phân hình học xuất hiện ở các hợp chất vòng no là do sự phân bố không gian khác
nhau xung quanh một liên kết cứng nhắc hoặc 1 phần cứng nhắc của vòng.
xiclopropan
cis - 1,2 - dimetyl
H
3
C CH
3

HH
H
H

xiclopropan
trans - 1,2 - dimetyl
H
3
C
CH
3
H
H
H
H
2.Đồng phân quang học:
2.1 Thuyết carbon tứ diện và quy ước biễu diễn cơ cấu phân tử trong không gian :
a. Thuyết carbon tứ diện :
18
Năm 1874 Lebel và Van’t Hoff cho rằng: 4 nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử nối với nguyên tử
carbon không phải nằm trên cùng một mặt phẳng mà được phân bố trong không gian tại 4
đỉnh của 1 tứ diện đều có tâm là nguyên tử carbon đó.
Góc giữa các liên kết đều bằng nhau và bằng 109
0
28
’
:
Nếu 4 nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử liên kết với nguyên tử carbon hoàn toàn khác nhau thì
nguyên tử carbon trung tâm được gọi là carbon phi đối xứng hay carbon bất đối xứng và được
ký hiệu là C*.

Ví dụ:
CH
3
- CH - CH
2
- CH
3

Cl
*
Thuyết này hoàn toàn phù hợp với các kết quả cho bởi các phương pháp vật lý hiện đại và
thuyết lai hóa các orbital nguyên tử.
b. Quy ước biểu diễn cơ cấu phân tử trong không gian:
- Công thức phối cảnh :
d
c
b
a
- Mô hình tứ diện :
b
d
a
c
- Công thức chiếu Fischer : đặt tứ diện sao cho một cạnh nằm ngang hướng về phía người
quan sát rồi chiếu xuống mặt phẳng giấy. Trục thẳng đứng là mạch carbon đồng thời biểu
diễn các liên kết hướng ra phía sau mặt phẳng giấy. Trục nằm ngang biểu diễn các liên kết
hướng ra phía trước mặt phẳng giấy:
b
d
a

c
a
c
d
b
chiếu
2.2 Ánh sáng phân cực phẳng và hiện tượng quang hoạt :
Ánh sáng tự nhiên gồm các sóng điện từ có vectơ điện trường dao động theo mọi hướng trong
không gian và luôn thẳng góc với phương truyền. Mặt phẳng xác đònh bởi phương truyền và
19
H
H
H
H
C
C
H
H
H
H
109 28
o
,
phương của vectơ dao động được gọi là mặt phẳng dao động của ánh sáng. Nếu trên đường đi
của tia sáng ta đặt một lăng kính Nicol phân cực thì tia ló có vectơ điện trường chỉ còn dao
động theo một hướng nhất đònh trong không gian. Tia sáng như vậy được gọi là ánh sáng phân
cực phẳng.
Nguồn sáng
Lăng kính
Nicol

Ánh sáng phân cực
phẳng
Có một số chất khi cho ánh sáng phân cực phẳng đi qua, người ta nhận thấy mặt phẳng dao
động của nó bò quay đi một góc α nào đó. Hiện tượng như vậy được gọi là hiện tượng quang
hoạt; những chất có đặc tính làm quay mặt phẳng dao động của ánh sáng phân cực được gọi là
chất quang hoạt. α được gọi là góc quay cực.
Nếu mặt phẳng dao động lệch về phía phải so với người quan sát, chất quang hoạt được gọi là
chất quay phải ( α có trò số dương ).
Nếu mặt phẳng dao động lệch về phía trái so với người quan sát chất quang hoạt được gọi là
chất quay trái ( α có trò số âm ). Góc quay cực α có thể đo được bằng một phân cực kế
(Polarimeter).
Điều kiện cần và đủ để một hợp chất có tính quang hoạt là phải có sự bất đối xứng trong phân
tử.
Phân tử bất đối xứng là phân tử không thể chồng khít lên ảnh của nó cho bởi một gương phẳng
(giống như bàn tay phải và bàn tay trái : hoàn toàn đối xứng qua một gương phẳng nhưng
không thể chồng khít lên nhau được). Hay nói cách khác: phân tử bất đối xứng là phân tử
không có mặt phẳng đối xứng hay một tâm đối xứng nào trong chính nó:
CH
3
C
H
CH
3
Cl
(a)
CH
3
C
H
Cl

(b)
C H
2 5
(a). 2 – Clo propan là phân tử đối xứng
(b). 2 – Clo butan là phân tử bất đối xứng
2.3 Đồng phân quang học do phân tử có một carbon phi đối xứng :
Người ta nhận thấy, trong đa số các hợp chất hữu cơ có tính quang hoạt phân tử của chúng đều
có chứa carbon phi đối xứng .(Tuy nhiên cần lưu ý là sự hiện diện của C* trong phân tử chưa
phải là điều kiện đủ để phân tử có tính quang hoạt mà điều kiện cần và đủ là phải có sự bất
đối xứng trong phân tử).
20
Ví dụ: phân tử axit Lactic CH
3
- CHOH- COOH có 1C*. Người ta nhận thấy có 2 loại axit Lactic có
góc quay cực bằng nhau nhưng ngược nhau về dấu: một axit Lactic quay phải và một axit Lactic
quay trái; phân tử của chúng có cấu hình đối xứng nhau qua gương phẳng :
CH
3
OH
COOH
H
Axit ( - ) - Lactic

CH
3
COOH
H
Axit ( + ) - Lactic
HO

OH
COOH
H
CH
3

COOH
H
CH
3
HO

Công thức chiếu Fisher
Axit ( - ) Lactic Axit ( + ) – Lactic
Hai axit này là hai đồng phân quang học và được gọi là hai chất đối quang ( hay hai chất đối
hình )
Hỗn hợp những lượng bằng nhau của 2 chất đối quang thì không có tính quang hoạt và được gọi
là hỗn hợp raxêmic.
Vậy đồng phân quang học là những chất đồng phân có cấu tạo giống nhau nhưng sự phân bố
của các nhóm thế trong không gian khác nhau do vậy tác dụng trên ánh sáng phân cực khác
nhau.

2.4 Đồng phân quang học do phân tử có n C* không tương đương. Qui tắc Van’t Hoff.
• Khi phân tử có chứa 2 C* không tương đương người ta thấy có 4 đồng phân quang học:
Ví dụ : 3 – brôm butanol – 2 :

CH
3
- CH - CH - CH
3

Br
OH
có 4 đồng phân quang học được biểu diễn bằng công thức chiếu Fisher như sau :
(II)
(I)
Br
HO
CH
3
CH
3
H
H
CH
3
H
H
Br
OH
CH
3

(IV)
(III)
Br
HO
CH
3
CH

3
H
H
CH
3
H
H
Br
OH
CH
3
Hai đồng phân (I) và (II) có những nhóm thế giống nhau (hoặc tương đương nhau) nằm cùng
bên mạch carbon trong công thức Fischer được gọi là dạng eritro . Hai đồng phân (III) và (IV)
có những nhóm thế giống nhau nằm hai bên mạch carbon được gọi là dạng treo.
• Tổng quát : khi phân tử có chứa nC* không tương đương thì theo quy tắc Van’t Hoff sẽ
có 2
n
đồng phân quang học.
21
2.5 Trường hợp đặc biệt : phân tử có Cacbon phi đối xứng tương đương . Dạng meso.
Khi phân tử có những carbon phi đối xứng tương đương nhau, số đồng phân quang học ít hơn
2
n
, quy tắc Van’t Hoff không áp dụng được.
Ví dụ: axit tartric HOOC – CHOH – CHOH – COOH có 2 C* tương đương nhau, chỉ có 3 đồng
phân quang học có công thức Fisher như sau :
COOH
OH
OH
H

H
COOH
H
H
COOH
COOH
HO
HO
(I)
(II)
Axit (+) - Tartric
Axit (-) - Tartric

Axit meso - tartric
(IV)
(III)
HO
HO
COOH
COOH
H
H
COOH
H
H
OH
OH
COOH
Hai đồng phân (I) và (II) là hai chất đối quang, (III) và (IV) chỉ là một chất và do có mặt
phẳng đối xứng trong chính phân tử nên không có tính quang hoạt và được gọi là dạng meso.

2.6 Ký hiệu cấu hình :
Để kí hiệu cấu hình của các đồng phân quang học người ta lấy Glyxerandehit
CH
2
OH – CHOH –CH= O làm chuẩn và quy ước:
CH
OHH
CH
2
OH
HHO
D - Glyxerandehit
CH
2
OH
CH = O
L - Glyxerandehit
Với các phân tử kiểu R-CHX- R’ (X=O, N, S, halogen,…) nhóm nào bò oxi hóa sâu hơn thì ở phía
trên của công thức chiếu Fischer. Nếu sự phân bố của X giống với D- Glyxerandehit thì hợp chất
được coi là có cấu hình D còn nếu giống với L- Glyxerandehit thì hợp chất được coi là có cấu
hình L.
Thứ tự các nhóm bò oxi hóa như sau :
RH < RCH
2
OH < RCH=O < RCOOH
Cấu hình D
Cấu hình L
R'
R
X

H
X H
R
R'
Còn trò số của góc quay cực thì được xác đònh nhờ cực phân kế.
Ví dụ :
22
Axit D - (-) - Latic
Axit L - (+) - Lactic
COOH
CH
3
OH
H
HHO
COOH
CH
3
C. HIỆU ỨNG HÓA HỌC
Sự tác động tương hỗ giữa các nguyên tử trong phân tử làm thay đổi sự phân cực của phân tử
được gọi là hiệu ứng hóa học. Sự tác động này khác nhau tùy thuộc vào hệ được khảo sát là hệ
không liên hợp hay hệ liên hợp. Phù hợp với điều này người ta phân biệt các hiệu ứng cảm ứng
và các hiệu ứng liên hợp.
I.HIỆU ỨNG CẢM ỨNG :
Xét hai phân tử có liên kết σ là propan và n – propylclorua :
CH
3
- CH
2
- CH

3


CH
3
CH
2
CH
2
Cl

Ta thấy rằng trong phân tử n- propylclorua liên kết C
1
- Cl bò phân cực mạnh về phía Clo là
nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Do đó, nguyên tử Cl mang một phần điện tích âm còn
nguyên tử carbon mang một phần điện tích dương. Đến lượt các liên kết C
1
- C
2
và C
2
– C
3
cũng
bò phân cực mặc dù sự phân cực đã yếu hơn nhiều. Kết quả là phân tử n - propylclorua trở nên
phân cực .
Sự phân cực hay sự dòch chuyển mật độ electron σ như vậy gọi là ảnh hưởng cảm ứng hay hiệu
ứng cảm ứng, kí hiệu bằng I (Inductive effect). Nguyên tử Clo là nguyên tử gây ảnh hưởng cảm
ứng.
Người ta quy ước nguyên tử hidro liên kết với carbon trong liên kết C-H có hiệu ứng I = O.

Những nguyên tử hay nhóm nguyên tử X có khả năng hút electron mạnh hơn hidro được coi là
có hiệu ứng cảm ứng âm –I, còn những nguyên tử hay nhóm nguyên tử có khả năng đẩy
electron mạnh hơn hidro thì được coi là nhóm có hiệu ứng cảm ứng dương +I. Chiều chuyển dòch
mật độ electron trong hiệu ứng cảm ứng được mô tả bằng mũi tên thẳng :
Y C C – H C X
+I I = O -I
• Hiệu ứng +I thường thấy ở các nhóm ankyl và các nhóm mang điện tích âm :
Trong dãy các nhóm ankyl hiệu ứng +I tăng theo độ phân nhánh hay là bậc của nhóm :
CH
3
CH
3
CH
3
< - C
CH
3
CH
3
- CH
3
< - CH
2
- CH
3
< - CH
Trong dãy các nhóm mang điện tích âm, nhóm có độ âm điện nhỏ hơn là nhóm có hiệu ứng +I
lớn hơn :
- O
-

< - S
-
< -Se
-
• Hiệu ứng –I thường thấy ở các nhóm không no, các nhóm mang điện tích dương, các nhóm
có các nguyên tố có độ âm điện lớn (halogen, cancogen ):
- Cacbon sp có hiệu ứng –I lớn hơn Cacbon sp
2
và sp
3
:
- C CR > - CH = CR
2
> - CH
2
- CR
3
23
δ
3
+
δ
2
+
δ
1
+
δ
-
δ

-
δ
-
δ
+
δ
+
- Nhóm mang điện tích dương có hiệu ứng –I lớn hơn nhóm có cấu tạo giống thế mà không
mang điện:
- OR
2
> - OR - NR
3
> - NR
2
- Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử có độ âm điện càng lớn thì hiệu ứng –I càng mạnh:
-F > -OR > -NR
2
> -CR
3
-F > -Cl > -Br > -I
Ta có thể thấy biểu hiện cụ thể của hiệu ứng cảm ứng tới lực axit của các axit cacboxylic khi
thay thế một nguyên tử hidro bằng một nguyên tử halogen:
1,76
K
a
.10
-
5
O

H - CH
2
- C - OH


136
O
Cl CH
2
- C - OH


260
O
F CH
2
- C - OH
Một đặc tính quan trọng của hiệu ứng cảm ứng là nó giảm rất nhanh khi mạch các liên kết σ
kéo dài:
Ví dụ :
OH

OCH
3
- CH
2
-
CH
2
- C

β


γ


α

có hằng số ion hóa K
a
. Khi thế 1 H
α
bằng clo thì hằng số ion hóa tăng 92 lần, thế H
β
thì chỉ
tăng 6 lần còn khi thế H
γ
thì hằng số ion hóa chỉ tăng 2 lần so với axit không có nhóm thế clo.
II. HIỆU ỨNG LIÊN HP:
Hiệu ứng liên hợp chỉ đặc trưng cho các hệ liên hợp là hệ thống bao gồm các liên kết đôi luân
phiên với các liên kết đơn (liên hợp π, π ) hoặc hệ thống có nguyên tử còn cặp electron tự do
nối với một liên kết đôi (liên hợp p, π ):


σ


π

π

σ


π

C = C - C = Y C = C - X
p
CH
2
= CH - CH = CH
2


:

CH
2
= CH - Cl

CH
2
= CH - CH = O




CH

2
= CH - OCH
3

NH
2

Hệ liên hợp π, π Hệ liên hợp p, π
Trong các hệ liên hợp có sự chuyển dòch electron đặc trưng cho các electron π khác với cơ chế
chuyển dòch cảm ứng ở trên.
Chẳng hạn phân tử : butadien- 1,3 ở trạng thái bình thường không phân cực, nếu thay một
hidro ở nhóm CH
2
bằng nhóm CH=O chẳng hạn thì nhóm này sẽ tham gia liên hợp với các
orbital p của butadien. Nhờ đặc tính phân cực sẵn có của nhóm CH=O, toàn bộ orbital π mới
hình thành của phân tử bò dòch chuyển một phần về phía nguyên tử oxi (sự dòch chuyển này
được biểu thò bằng những mũi tên cong) :
CH
2
= CH - CH = CH - CH = O
24
+ +
Sự phân cực phân tử gây nên bởi sự dòch chuyển mật độ electron π như vậy được gọi là hiệu
ứng liên hợp và ký hiệu bằng chữ C (Conjugate effect ).
Nhóm CH = O có hiệu ứng liên hợp theo cơ chế hút electron được gọi là nhóm có hiệu ứng liên
hợp âm –C. Những nhóm có tác dụng đẩy electron bằng cách liên hợp tương tự như trên được
gọi là nhóm có hiệu ứng liên hợp dương +C. Ví dụ các nhóm –Cl, -OH, -NH
2
trong các hệ liên
hợp p, π dưới đây là các nhóm có hiệu ứng +C :

Cl - CH = CH
2

HO


H
2
N
• Hiệu ứng +C thường gặp ở các hệ liên hợp p, π với các nhóm thế X có cặp electron tự do
và tham gia chuyển dòch electron theo hướng đi về phía liên kết π :

X C C
- Nhóm mang điện tích âm có hiệu ứng +C lớn hơn nhóm tương tự mà không mang điện :
_
- O > - OR
- Với nguyên tử của những nguyên tố trong cùng một chu kỳ nhỏ hoặc trong cùng một phân
nhóm chính của hệ thống tuần hoàn, hiệu ứng +C giảm từ trái sang phải ( trong một chu kỳ )
và từ trên xuống dưới (trong một phân nhóm ) :
- NH
2
> - OR > - F
- F > - Cl > - Br > - I
• Hiệu ứng –C thường gặp ở các hệ liên hợp π, π có chứa các nhóm không no với công thức
chung C=Y (có một số nhóm với công thức C Z như C N; một số nhóm khác không chứa
carbon như NO
2
). Hướng chuyển dòch electron được biểu thò bằng những mũi tên cong như sau :
C C C Y
Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử Y có độ âm điện càng lớn thì hiệu ứng liên hợp âm –C càng

mạnh:

C = O > C = NR > C =

CR
2
- NO
2
> - CN > = CO > - COOR > - COOH
III. HIỆU ỨNG SIÊU LIÊN HP:
Nghiên cứu những tính chất vật lý và hóa học của các phân tử hữu cơ người ta nhận thấy ngoài
sự liên hợp π, π và p, π đã nêu ở trên còn có sự liên hợp σ, π là sự liên hợp giữa orbital σ
của nhóm ankyl và orbital π của liên kết đôi, liên kết ba hay vòng thơm. Người ta gọi đó là sự
siêu liên hợp hay hiệu ứng siêu liên hợp, kí hiệu bằng chữ H (Hyper conjugation) .
Hiệu ứng siêu liên hợp của các nhóm ankyl luôn luôn là hiệu ứng đẩy electron; chiều chuyển
dòch mật độ electron cũng được mô tả bằng các mũi tên cong :
C CH = CH
2
H
H
H
C
CH
3
HH
Hiệu ứng siêu liên hợp tỉ lệ với số liên kết C – H ở vò trí α so với liên kết đôi :
- CH
3
> - CH
2

– CH
3
> - CH( CH
3
)
2
> - C( CH
3
)
3
25