tính chất vật lý của hợp chất hữu cơ

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ

TRUNG HIẾU 15: Tại sao rượu etylic có nhiệt độ sôi cao hơn hẳn so với anđehit và dẫn xuất halogen của hiđrocacbon có
khối lượng phân tử xấp xỉ nhau?
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Các chất có phân tử lượng xấp xỉ nhau:
CH
3
-CH
2
OH CH
3
- CHO CH
3
Cl
( M = 46 ) ( M = 44 ) ( M = 50,5 )
Trong 3 chất trên chỉ có rượu etylic trong phân tử có H thuộc nhóm -OH là linh động nên giữa phân tử rượu có mối liên kết
hiđro liên phân tử:

Do xuất hiện liên kết hiđro, lực liên kết giữa các phân tử rượu lớn vì vậy cần một năng lượng nhiệt để phá vỡ các mối liên
kết này nên rượu etylic có nhiệt độ sôi hơn hẳn.
TRUNG HIẾU 16: Nhiệt độ sôi Ts của C
2
H
5
Cl, C
2
H
5
OH, CH
3

COOH và CH
3
COOC
2
H
5
tương ứng bằng 12,5
0
C; 78,3
0
C và
77,1
0
C. Hãy giải thích vì sao khối lượng phân tử của C
2
H
5
OH M=46, CH
3
COOH M=60 nhỏ hơn khối lượng phân tử của
C
2
H
5
Cl M = 64,5,CH
3
COOC
2
H
5

M = 88 nhưng nhiệt độ sôi lại cao hơn và vì sao nhiệt độ sôi của axit axetic cao hơn rượu
etylic.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Trong các chất trên chỉ có rượu etylic và axit axetic trong phân tử có H của nhóm -OH là linh động nên giữa các phân tử
rượu với nhau, giữa các phân tử axit với nhau có mối liên kết hiđro liên phân tử.
Sự xuất hiện liên kết phân tử làm cho rượu và axit có độ sôi cao hơn các chất còn lại.
* Xét cấu tạo của axit axetic và rượu etylic:

Trong axit axetic, sự phân cực của liên kết p C = O về phía O làm đôi điện tử dư trên oxi của - OH phân cực theo, tăng
cường khả năng liên kết cộng hoá trị -OH về phía -O-. Trái lại trong rượu etylic, gốc C
2
H
5
- đẩy điện tử về phía O làm cản
trở sự phân cực liên kết cộng hoá trị nên H của -OH trong rượu etylic kém lưu động hơn H của -OH trong axit axetic.
Do H linh động hơn nên các mối liên kết hiđro trong axit bền chặt hơn; hơn nữa; phân tử lượng của axit cũng cao hơn; do
đó: axit axetic sôi cao hơn rượu etylic.
TRUNG HIẾU 17:
1. a) Liên kết hiđro được hình thành trên cơ sở nào?
b) Hợp chất nào sau đây tạo ra được liên kết hiđro giữa các phân tử? Giải thích: C
2
H
6
, C
2
H
5
Cl, C
2
H

5
NH
2
, CH
3
COOC
2
H
5
,
CH
3
COOH, CH
3
CHO.
2. Dựa vào bản chất liên kết hiđro giữa các phân tử hãy cho biết trong các chất sau đây:
a) Chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất? CO
2
, SO
2
, C
2
H
5
OH, CH
3
COOH, HI?
b) Khí nào dễ hoá lỏng nhất? CH
4
, CO

2
, F
2
, C
2
H
5
, NH
3
?
c) Chất nào dễ tan trong nước nhất? C
2
H
6
, C
2
H
2
, C
2
H
5
Cl, NH
3
, H
2
S?
Giải thích?
HƯỚNG DẪN GIẢI:
1. a) Liên kết hiđro là liên kết yếu, hình thành do các phân tử hút nhau, trong đó H linh động của phân tử này liên kết với

nguyên tử có độ âm điện lớn và còn có cặp electron chưa dùng đến của phân tử kia.
Liên kết hiđro liên phân tử được ký hiệu bằng...
b) Chất có linh động tạo ra được liên kết hiđro giữa các phân tử, đó là:
Những chất còn lại không tạo liên kết hiđro vì không có H linh động.
2. a) Chất có độ sôi cao nhất là chất có liên kết hiđro giữa các phân tử chất có bền nhất tức là chất có H linh động nhất.
Trong các chất trên chỉ có hai chất rượu etylic và axit axetic là có được liên kết hiđro với chính nó nên sôi cao và axit axetic
có H linh động hơn, lực liên kết hiđro bền vững hơn nên axit axetic sôi cao hơn cả.
b) Khí dễ hoá lỏng là các phân tử khí đó dễ tạo mối liên kết hiđro trong các khí trên chỉ có NH
3
là có H linh động nên dễ hình
thành liên kết hiđro, do đó NH
3
dễ hoá lỏng nhất.
c) Chất dễ tan nhất trong nước là chất có mối liên kết hiđro với nước bền chặt nhất. Trên cs này chỉ có NH
3
là chất tan
trong nước nhất:
TRUNG HIẾU 18: So sánh độ linh động của nguyên tử hiđro (so sánh tính axit của rượu, phenol và axit cacboxylic). Cho thí
dụ minh hoạ.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Độ linh động của nguyên tử hiđro hay nói cách khác là tính axit của một chất là khả năng nhường proton của chất đó.
Rượu, phenol và axit cacboxylic đều có nhóm , độ linh động của nguyên tử hiđro phụ thuộc vào độ phân cực của liên
kết giữa oxi và hiđro trong nhóm , nếu các nhóm nguyên tử liên kết với nhóm làm tăng độ phân cực của nhóm
thì đồng thời làm tăng độ linh động của nguyên tử hiđro trong nhóm này.
Nhóm của axit là phân cực nhất, nhóm của phenol phân cực hơn nhóm của rượu. Do đó tính axit được
xắp xếp như sau:
C
n
H
2n+1

– O - H gốc ankyl C
n
H
2n+1
– đẩy electron về phía oxi làm giảm độ phân cực của
nhóm .
Trong phenol có sự chuyển dịch electron như sau:
Sự tương tác giữa các electron chưa tạo liên kết của oxi với các electron p trong vòng thơm làm cho mật độ electron trên
oxi giảm, đôi electron của liên kết giữa oxi và hiđro chuyển dung dịch về phía oxi làm tăng độ phân cực của nhóm .
Trong axit:
Nhóm cacbonyl làm cho đôi electron tự do của oxi trong nhóm bị chuyển dịch nhiều hơn, làm cho mật độ electron
trên oxi giảm hơn so với phenol.
Thí dụ minh hoạ:
- Axit cacboxylic làm đỏ quỳ tím, phenol và rượu không làm đỏ quỳ tím.
- Phenol và axit phản ứng với kiềm, rượu không phản ứng với kiềm chứng tỏ tính axit của rượu là yếu nhất.
- Axit cacboxylic đẩy được khí CO
2
ra khỏi muối cacbonat chứng tỏ axit RCOOH là axit mạnh hơn axit cacbonic:
- Khí CO
2
đẩy được phênol ra khỏi dung dịch phenolat chứng tỏ axit cacbonic là axit mạnh hơn phenol:
Theo tính chất bắc cầu ta có:
Tính axit của phenol < tính axit của axit H
2
CO
3
< tính axit của RCOOH
TRUNG HIẾU 19: Amin là gì? Nhờ đâu amin có bazơ? Tại sao amin có tính bazơ mạnh hơn amoniac? Tính amin của bazơ
béo có thay đổi theo bậc của amin không?
HƯỚNG DẪN GIẢI:

Amin là dẫn xuất của amoniac trong đó 1,2 hay cả 3 nguyên tử hiđro của amoniac bị thay thế bởi gốc hiđrocacbon.
Sở dĩ các amin đều có tính bazơ
vì nguyên tử nitơ trong amin vẫn còn một đôi electron chưa tạo thành liên kết, nhờ đôi electron này mà các amin có khả
năng nhận proton, tức có bazơ giống như amoniac:
- Trong phân tử các amin béo do các gốc ankyl đẩy electron gây hiệu ứng cảm ứng dương
(+I) làm cho mật độ electron trên nguyên tử nitơ của amin béo lớn hơn mật độ electron trên nguyên tử nitơ của amoniac, do
vậy amin béo dễ nhận proton hơn amoniac. Tính bazơ của amin béo mạnh hơn tính bazơ của amoniac.
Trong phân tử các amin thơm do
các electron tự do của nitơ liên hợp với các electron của liên kết trong vòng thơm, làm cho đôi electron tự do của nitơ
chuyển dịch mạnh về phía vòng thơm, mặt khác nguyên tử nitơ có độ âm điện (3,0) lớn hơn độ âm điện của cacbon (2,2)
nên đôi electron dùng chung giữa cacbon và nitơ phân cực về phía nitơ. Nhưng trong amin thơm hiệu ứng liên hợp với
vòng thơm mạnh hơn hiệu ứng cảm ứng, do đó mật độ electron trên nitơ của amin thơm nhỏ hơn trên nitơ của amoniac,
làm giảm khả năng nhận proton tức là làm giảm tính bazơ so với amoniac.
- Khi bậc của amin béo càng tăng tức là số lượng gốc ankyl liên kết trực tiếp với nitơ tăng, sự đẩy electron của các gốc
ankyl dồn về nitơ càng mạnh, mật độ electron trên nitơ tăng do đó tính bazơ tăng.
Ta có trình tự sắp xếp như sau:
Nếu các gốc liên kết với nitơ đều là gốc thơm thì bậc của amin càng cao tính bazơ càng giảm.
.
TRUNG HIẾU 20: Hãy giải thích vì sao phân tử C
2
H
5
OH và CH
3
COOH đều chứa nhóm Hyđroxyl nhưng chỉ có
có tính axit.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Xét cấu tạo của và CH
3
COOH:

Trong phân tử CH
3
COOH có chứa nhóm cacbonyl (C = O) có khả năng hút electron làm mật độ electron trên nguyên tử O
của nhóm -OH giảm, kết quả độ phân cực của liên kết O - H tăng lên nên H của nhóm COOH linh động hơn, tức chỉ có
CH
3
COOH có tính axit.
TRUNG HIẾU 21: Dựa vào đặc điểm liên kết trong phân tử rượu, hãy giải thích vì sao hợp chất rượu có khả năng cho phản
ứng thế nguyên tử H trong nhóm chức và có phản ứng tách nhóm OH? Nêu ví dụ.