I. CÔNG THỨC PHÂN TỬ
1. Khái niệm
Công thức phân tử cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử
Ví dụ: Khí butane và propane là khí hóa lỏng được nén trong bình gas, được các gia đình sử dụng để đun, nấu có công thức phân tử là C$_{4}$H$_{10}$ và C$_{3}$H$_{8}$
Công thức phân tử của các chất như sau:
- Methane: CH$_{4}$
- Ethane: C$_{2}$H$_{6}$
- Ethylene: C$_{2}$H$_{4}$
- Ethyl chloride: C$_{2}$H$_{5}$Cl
- Ethanol: C$_{2}$H$_{6}$O
2. Cách biểu diễn công thức phân tử hợp chất hữu cơ
a) Công thức tổng quát: cho biết các nguyên tố có trong phân tử hợp chất hữu cơ
Ví dụ: $C_{x}H_{y}O_{z}$ (x, y, z là các số nguyên dương)
b) Công thức đơn giản nhất: cho biết tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố có trong phân tử hợp chất hữu cơ
Ví dụ: Hợp chất có công thức phân tử là C$_{2}$H$_{4}$O$_{2}$ thì công thức đơn giản nhất là CH$_{2}$O
II. LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
1. Xác định phân tử khối bằng phương pháp phổ khối lượng
Phương pháp phổ khối lượng được sử dụng để xác định khối lượng phân tử các hợp chất hữu cơ
Ví dụ: Phổ khối lượng của ethanol có peak (pic) ion phân tử [$C_{2}H_{6}O^{+}$] có giá trị m/z = 46, đúng bằng phân tử khối của chất (Hình 12.1)
2. Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Xét một hợp chất hữu cơ có CTPT là $C_{x}H_{y}O_{z}$
- $x:y:z=\frac{\%m_{C}}{12,0}:\frac{\%m_{H}}{1,0}:\frac{\%m_{O}}{16,0}=p:q:r$
- CTĐG nhất: $C_{p}H_{q}O_{r}$
- $C_{x}H_{y}O_{z}=(C_{p}H_{q}O_{r})_{n}$
Trong đó: p, q, r là các số nguyên tối giản
x, y, z, n là số nguyên dương
Ví dụ 1: Hai hợp chất hữu cơ X, Y đều có công thức đơn giản nhất là CH và có phân tử khối M$_{X}$ = 52 và M$_{Y}$ = 104. Xác định công thức phân tử của X, Y
Trả lời:
Gọi CTPT của X và Y lần là (CH)$_{n}$ và (CH)$_{m}$
Ta có: 13n = 52 => n = 4
13m = 104 => m = 8
Vậy CTPT của X và Y lần lượt là: C$_{4}$H$_{4}$ và C$_{8}$H$_{8}$
Ví dụ 2: Hợp chất hữu cơ Z có %C = 52,17%, %H = 13,04%, %O = 34,78%. Xác định công thức phân tử của Z, biết M$_{Z}$ = 46
Trả lời:
Gọi CTPT của Z là $C_{x}H_{y}O_{z}$
Ta có:
- x = 46.0,521712 = 2
- y = 46. 0,13041 = 6
- z = 46.0,347816 = 1
Vậy CTPT của Z là $C_{2}H_{6}O$.