Xây dựng công thức chung

XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC TỔNG QUÁT
I. Hiđrocacbon
1. C
x
H
y
y ≤ 2x + 2
y chẵn
Thí dụ : Hiđrocacbon A có dạng (C
3
H
7
)
n
. Biện luận tìm
công thức phân tử của A.
Giải
(C
3
H
7
)
n
⇔ C
3n
H
7n
Ta phải có: 7n ≤ 6n + 2
⇒ n ≤ 2 ⇒ n = 1 hoặc 2
Khi n = 1 thì A C
3

H
7
(loại)
Khi n = 2 thì A C
6
H
14
.
2. Độ bất bão hòa cho biết số liên kết π hay vòng.
C
x
H
y
có:
2
y2x2
−+
=∆

Thí dụ: Hiđrocacbon A có dạng (C
5
H
4
)
n
. Xác định công
thức phân tử của A, biết nó có độ bất bão hòa bằng 7.
Giải
A có dạng C
5n

H
4n
có
1n3
2
n42n10
+=
−+
=∆

Theo đề A có ∆ = 7 nên 3n + 1 = 7 ⇒ n = 2
Công thức phân tử của A là C
10
H
8
.
3. C
n
H
2n+2-2
∆
Thí dụ :
Hoàn thành bảng sau:
Hiđrocacbon Công thức Độ bất bão hòa
ankan
xicloankan
anken
ankadien
ankin
ankylbenzen

1
II. Hợp chất có nhóm chức hóa trị 1.
Một số nhóm chức hóa trị 1 thường gặp: halogen, ancol,
anđehit, axit cacboxylic, amin bậc 1.
1. C
x
H
y
(X)
z
Điều kiện: y ≤ 2x + 2 - z
y + z: chẵn
Thí dụ: Hợp chất A có dạng (C
2
H
4
Cl)
n
, biện luận tìm công
thức phân tử của A.
Giải
A : C
2n
H
4n
Cl
n
Ta phải có
4n ≤ 4n + 2 - n
n ≤ 2 ⇒ n = 2

Công thức phân tử của A là C
4
H
8
Cl
2
.
2. C
x
H
y
(X)
z
có độ bất bão hòa:
2
)zy(2x2
+−+
=∆

Thí dụ: Cho biết độ bất bão hòa của C
6
H
6
Cl
6
Giải
1
2
)66(212
=

+−+
=∆

3. Công thức chung của hợp chất có nhóm chức hóa trị 1
C
n
H
2n+2-2
∆
-z
(X)
z
• X là nhóm chức hóa trị 1.
• z số nhóm chức
• ∆ là độ bất bão hòa
No, hở có ∆ = 0
C=C có ∆ = 1
C≡C có ∆ = 2
Benzen có ∆ = 4
Thí dụ:
A là axit không no có một nối đôi C=C đơn chức
(a) Xây dựng công thức chung của A
(b) Tìm công thức phân tử của A biết M
A
= 282 đvC.
Giải
2
A có dạng C
n
H

2n+2-2
∆
-z
(X)
z

Axit: X là COOH
Không no có một nối đôi: ∆ = 1
Đơn chức z = 1
Khi đó C
n
H
2n+2-2
∆
-z
(X)
z
⇔ C
n
H
2n-1
COOH.
Theo đề M
A
= 282 nên 14n + 44 = 282 ⇒ n = 17
Công thức phân tử của A là C
17
H
33
COOH.

III. Hợp chất có nhóm chức hóa trị 2.
1. C
x
H
y
(X)
z
, X nhóm chức hóa trị 2
Điều kiện: y ≤ 2x + 2
y chẵn
Thí dụ: Hợp chất A có dạng (C
5
H
12
O)
n
. Biện luận tìm công
thức phân tử của A.
Giải
(C
5
H
12
O)
n
⇔ C
5n
H
12n
O

n
Ta phải có 12n ≤ 10n + 2
⇒ n ≤ 1 ⇒ n = 1
Công thức phân tử của A là C
5
H
12
O.
2. C
x
H
y
(X)
z
, X nhóm chức hóa trị 2
Độ bất bão hòa:
2
y2x2
−+
=∆

Tìm độ bất bão hòa của saccarozơ C
12
H
22
O
11
Giải
2
2

22224
:OHC
112212
=
−+
=∆

3. Công thức chung của hợp chất có hóa trị 2
C
n
H
2n+2-2
∆
(X)
z
• X là nhóm chức hóa trị 2.
• z số nhóm chức
• ∆ là độ bất bão hòa
No, hở có ∆ = 0
C=C có ∆ = 1
C≡C có ∆ = 2
Benzen có ∆ = 4
3
Thí dụ: A là este no hở hai chức
(a) Cho biết công thức chung
(b) Tìm công thức phân tử, biết M
A
= 174 đvc.
Giải
A có dạng C

n
H
2n+2-2
∆
(X)
z
Este: X là COO
No hở ∆ = 0
Hai chức z = 2
Khi đó A trở thành C
n
H
2n+2
(COO)
2
hay C
n+2
H
2n+2
O
4
hay C
n+2
H
2(n+2)-2
O
4
⇔ C
x
H

2x-2
O
4
Theo đề M
A
= 174 nên
14x + 62 = 174
⇒ x = 8
Công thức phân tử của A là C
8
H
14
O
4
.
IV. Hợp chất chức nhóm chức hóa trị 3 (N)
1. C
x
H
y
(N)
z
Điều kiện: y ≤ 2x + 2 + z
y + z: chẵn
Thí dụ: Amin A có dạng (CH
4
N)
n
. Biện luận tìm công thức
phân tử của A.

Giải
(CH
4
N)
n
⇔ C
n
H
4n
N
n
Ta phải có: 4n ≤ 2n + 2 + n
⇒ n ≤ 2 ⇒ n = 2
Công thức phân tử của A là C
2
H
8
N
2
.
2. C
x
H
y
(N)
z

Độ bất bão hòa:
2
yz2x2

−++
=∆

Thí dụ: Tìm độ bất bão hòa của melamin C
6
H
9
N
3
Giải
4
2
93212
cóNHC
396
=
−++
=∆

3. Amin có công thức chung C
n
H
2n+2-2
∆
+z
(N)
z
• z số nhóm chức
4
• ∆ là độ bất bão hòa

No, hở có ∆ = 0
C=C có ∆ = 1
C≡C có ∆ = 2
Benzen có ∆ = 4
Thí dụ: A là amin no hở hai chức
(a) Cho biết công thức chung của A
(b) Xác định công thức phân tử của A, biết M
A
= 116 đvC.
Giải
A có dạng C
n
H
2n+2-2
∆
+z
(N)
z
No hở có ∆ = 0
Hai chức z = 2
Khi đó A trở thành C
n
H
2n+4
N
2
Theo đề M
A
= 116 nên
14n + 4 + 28 = 116

⇒ n = 6
Công thức phân tử của A là C
6
H
16
N
2
.
V. Axit và este C
x
H
y
O
z
Điều kiện: y ≤ 2x + 2 - z
y và z đều chẵn.
Thí dụ: Este E có dạng (C
2
H
4
O)
n
. Biện luận tìm công thức
phân tử của E.
Giải:
(C
2
H
4
O)

n
⇔ C
2n
H
4n
O
n
Ta phải có 4n ≤ 4n + 2 - n
⇒ n ≤ 2 ⇒ n = 2
Công thức phân tử của E là C
4
H
8
O
2
.
VI. Xác định công thức chung dựa vào
2
2
CO
OH
n
n


22
COOH
nn <
22
COOH

nn
=

22
COOH
nn
>
C
n
H
2n+2-2
∆
O
z
C
n
H
2n
O
z
C
n
H
2n+2
O
z
Lưu ý: Nếu là este hoặc axit, khi
22
COOH
nn

=
thì nó có
dạng C
n
H
2n
O
2
.
5