Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon (trừ một số các hợp chất vô cơ như carbon monoxide, carbon dioxide, muối carbonate, cyanide, carbide,…).

 

– Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.

a. Thành phần nguyên tố

Thành phần phân tử nhất thiết phải chứa nguyên tố carbon, thường có hydrogen, oxygen, nitrogen, halogen, sulfur, phosphorus,…

 

b. Đặc điểm cấu tạo

– Liên kết hoá học chủ yếu là liên kết cộng hoá trị. Các nguyên tử carbon không những có khả năng liên kết với nguyên tử của các nguyên tố khác mà còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch carbon.

c. Tính chất vật lí

– Nhiệt độ nóng chảy thấp, nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi) và thường không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ.

d. Tính chất hoá học

– Dễ cháy, kém bền với nhiệt nên dễ bị nhiệt phân huỷ.

– Phản ứng của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm, theo nhiều hướng và tạo ra hỗn hợp các sản phẩm. Để tăng tốc độ phản ứng thường cần đun nóng và có xúc tác.

– Dựa vào thành phần nguyên tố, hợp chất hữu cơ có thể phân thành hai loại:

Hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.

 

 

Hình 8.1. Phân loại các hợp chất hữu cơ theo thành phần nguyên tố và đặc điểm liên kết

a. Khái niệm

Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử gây ra những tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất hữu cơ.

 

– Nhóm chức kết hợp với gốc hydrocarbon (phần còn lại của phân tử hydrocarbon sau khi mất đi một hay nhiều nguyên tử hydrogen) để tạo thành phân tử chất hữu cơ mang những tính chất hoá học đặc trưng của nhóm chức đó.

Bảng 8.1. Nhóm chức và gốc hydrocarbon có trong phân tử một số chất hữu cơ

 

b. Xác định nhóm chức bằng phổ hồng ngoại

Phương pháp phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy, được viết tắt là IR) là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến đề nghiên cứu cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ.

 

– Mỗi liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ hấp thụ một vài bức xạ hồng ngoại đặc trưng cho liên kết đó.

– Phổ hồng ngoại của một chất được máy phổ ghi lại tự động khi cho nguồn bức xạ hồng ngoại đi qua chất nghiên cứu.

– Phổ hồng ngoại thường biểu thị sự phụ thuộc của độ truyền qua (%) của bức xạ hồng ngoại vào số sóng (cm⁻¹).

– Các cực tiểu truyền qua (hoặc cực đại hấp thụ) ứng với dao động của các liên kết trong phân tử chất nghiên cứu được gọi là các tín hiệu (hoặc peak).

– Dựa vào các số sóng hấp thụ đặc trưng trên phổ IR có thể dự đoán nhóm chức trong phân tử chất nghiên cứu.

 

Hình 8.2. Phổ IR của butanal

 

Bảng 8.2. Sổ sóng hấp thụ đặc trưng trên phổ hồng ngoại của một số nhóm chức (R, R¹, R² là các gốc hydrocarbon)