Điều kiện tồn tại đồng phân hình học

Khi học về từng loại hợp chất hữu cơ cụ thể thì ngoài nắm được cấu tạo, tính chất hoá học của chúng thì việc viết các đồng phân cũng rất quan trọng. Đối với dạng bài trắc nghiệm thì cách tính số đồng phân sẽ hỗ trợ các em rất nhiều, tiết kiệm được thời gian trong bài kiểm tra và thi.Bạn đang xem: Thế nào là đồng phân hình học

Vậy thì công thức và cách tính số đồng phân như thế nào, các em tham khảo bài viết sau đây.

Bạn đang xem: Điều kiện để có đồng phân hình học

Cách tính số đồng phân

I. Đồng phân:

1. Đồng phân là gì?

Đồng phân là những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử.

Các đồng phân của nhau có tính chất khác nhau do chúng có cấu tạo hoá học khác nhau.

Lưu ý: Các đồng phân của nhau thì có cùng phân tử khối, nhưng những chất có cùng phân tử khối thì có thể không phải đồng phân của nhau.

Ví dụ: , nhưng chúng không cùng CTPT nên không phải đồng phân.

2. Phân loại:

Chúng ta có nhiều cách phân loại đồng phân, có thể dựa vào trật tự liên kết, nhóm chức hay vị trí trong không gian,....

Cách tính số đồng phân

- Đồng phân cấu tạo:

+ Đồng phân mạch C: thu được khi thay đổi trật tự liên kết của các nguyên tử C với nhau (mạch thẳng, mạch nhánh, vòng).

Ví dụ: Cùng với một công thức C4H10 ta có các đồng phân:

Butan 2 – metylpropan

+ Đồng phân loại nhóm chức:

Ví dụ: Cùng công thức C2H6O ta có thể viết 2 đồng phân với 2 loại nhóm chức khác nhau (ancol và ete):

Ancol etylic Đimtyl ete

+ Đồng phân vị trí nhóm chức hoặc liên kết bội: vị trí của nhóm chức, nhóm thế hoặc liên kết bội trên mạch C thay đổi.

Ví dụ: Đồng phân C4H8 mạch hở, trong phân th có một nối đôi:

- Đồng phân cis – trans:

Ví dụ với buten – 2 – en

Nhận thấy, khi 2 nhóm thế của nguyên tử C mang nối đôi khác nhau thì sẽ xuất hiện đồng phân hình học. Nếu các nhóm thế ( -CH3, -C2H5, -Cl,...) có phân tử khối lớn hơn nằm về cùng một phía với nối đôi sẽ là dạng cis, khác phía là dạng trans.

3. Các bước viết đồng phân:

- Tính số liên kết π và vòng:

π + v =

- Dựa vào công thức phân tử, số liên kết π+v để lựa chọn loại chất phù hợp. Thường đề sẽ cho viết đồng phân của hợp chất cụ thể.

- Viết mạch C chính:

+ Mạch hở: Không phân nhánh, 1 nhánh, 2 nhánh,...

+ Mạch vòng: vòng không nhánh, vòng vó nhánh,....

- Gắn nhóm chức hoặc liên kết bôi (nếu có) vào mạch. Sau đó di chuyển để thay đổi vị trí. Cần xét tính đối xứng để tránh trùng lặp.

- Điền H để đảm bảo hoá trị của các nguyên tố. Đối với bài trắc nghiệm thì không cần.

II. Cách tính số đồng phân:

1. Cách tính số đồng phân: Ankan

- Khái niệm: Ankan là những hiđrocacbon no, mạch hở. Trong phân tử ankan chỉ gồm các liên kết đơn C-C và C-H.

- CTTQ: CnH2n+2 (n ≥ 1).

- Ankan chỉ có đồng phân mạch cacbon và từ C4 trở đi mới xuất hiện đồng phân.

- Công thức tính nhanh:

Áp dụng: Tính số đồng phân ankan C4H10:

Thay vì viết

Butan 2 – metylpropan

Ta sử dụng công thức trên với n = 4, đồng phân.

Với C5H12, ta có n = 5 số đồng phân ankan sẽ là đồng phân.

2. Cách tính số đồng phân: Anken

- Anken là những hiđrocacbon không no, mạch hở, trong phân tử chứa một liên kết đôi.

- CTTQ: CnH2n (n ≥ 2).

- Anken có đồng phân mạch C, đồng phân vị trí nối đôi và đồng phân hình học.

- Mẹo tính nhanh đồng phân anken:

Xét 2C mang nối đôi, mỗi C sẽ liên kết với 2 nhóm thế (giống hoặc khác nhau).

Ví dụ với C4H8: Trừ đi 2C mang nối đôi sẽ còn 2C và H nhóm thế.

Nếu đề bài yêu cầu tính đồng phân cấu tạo sẽ là: 1+1+1=3 đồng phân. Nếu yêu cầu tính đồng phân (bao gồm đồng phân hình học) sẽ là 1+1+2=4 đồng phân.

Ví dụ với C5H10: Trừ đi 2C mang nối đôi sẽ còn 3C và H nhóm thế.

Ta có 5 đồng phân cấu tạo và 6 đồng phân anken.

3. Cách tính số đồng phân: Ankin

- Ankin là những hiđrocacbon không no, mạch hở, trong phân tử chứa một liên kết ba.

- CTTQ: CnH2n-2 (n ≥ 2).

- Ankin có đồng phân mạch C, đồng phân vị trí nối ba và không có đồng phân hình học.

- Mẹo tính nhanh đồng phân ankin:

Xét 2C mang nối ba, mỗi C sẽ liên kết với 1 nhóm thế (giống hoặc khác nhau).

Ví dụ với C4H6: Trừ đi 2C mang nối ba sẽ còn 2C và H là nhóm thế.

Xem thêm:

Ví dụ với C5H8: Trừ đi 2C mang nối đôi sẽ còn 3C và H nhóm thế.

Ta có 3 đồng phân ankin.

4. Cách tính số đồng phân: Benzen và đồng đẳng

- Đồng đẳng benzen là những hiđrocacbon thơm, trong phân tử chứa một vòng benzen.

- CTTQ: CnH2n-6 (n ≥ 6).

- Công thức tính số đồng phân:

Áp dụng: Tính số đồng phân của các hiđrocacbon thơm C7H8, C8H10, C9H12.

Ta có n = 7, thay vào công thức ta được (7-6)2 = 1

n = 8, ta được (8-6)2 = 4

n = 9, thay vào công thức (9-6)2 = 9 đồng phân.

5. Cách tính số đồng phân: Ancol

- Ancol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử chưa nhóm –OH gắn trực tiếp với C no.

- Nhóm chức ancol: -OH.

- CTTQ của ancol no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+1OH hay CnH2n+2O (n≥1).

- Ancol có đồng phân mạch C và đồng phân vị trí nhóm OH.

- Công thức tính số đồng phân:

- Áp dụng: Tính số đồng phân ancol no, đơn chức, mạch hở từ C3 → C5

C3H7OH: 23-2 = 2 đồng phân.

Propan – 1 – ol Propan – 2 – ol

C4H9OH: 24-2 = 4 đồng phân.

C5H11OH: 25-2 = 8 đồng phân.

Lưu ý: Khi viết đồng phân ancol, nhóm OH không gắn vào C không no và 1 nguyên tử C không thể gắn 2 hay 3 nhóm OH.

6. Cách tính số đồng phân: Ete

- Ete là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nguyên tử oxi liên kết với 2 nhóm ankyl.

- CTTQ của ete no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+2O (n≥2).

- Công thức tính số đồng phân:

- Áp dụng: Với n = 3 ta có công thức ete là C3H8O, thay vào công thức ta được: đồng phân là

Với n = 4, công thức ete là C4H10O, ta được đồng phân.

Lưu ý: Ancol và ete no, đơn chức là đồng phân về loại nhóm chức. Khi viết đồng phân nếu đề không đề cập đến ancol hay ete thì phải tính cả 2 loại.

7. Cách tính số đồng phân: Phenol

- Phenol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm –OH liên kết trực tiếp với C thơm.

- CTTQ: CnH2n-6O (n ≥ 6)

- Công thức tính nhanh:

- Áp dụng:

C7H8O: 37-6 = 3 đồng phân.

Với có cùng công thức phân tử nhưng là đồng phân ancol thơm (OH gắn với C no).

8. Cách tính số đồng phân: Anđehit

- Anđehit là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm –CH = O liên kết trực tiếp với nguyên tử C hoặc nguyên tử H.

- CTTQ của anđehit no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO (n ≥ 1). Trong phân tử chứa một nối đôi ở nhóm chức CHO.

- Công thức tính nhanh:

- Áp dụng: Tính số đồng phân anđehit sau: C3H6O, C4H8O.

C3H6O, C4H8O là công thức của anđehit no, đơn chức, mạch hở.

Với C3H6O: đồng phân.

Với C4H8O: đồng phân.

9. Cách tính số đồng phân: Xeton

- Xeton là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm C = O liên kết trực tiếp với hai nguyên tử C.

- CTTQ của xeton no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO (n ≥ 3). Trong phân tử chứ một nối đôi ở nhóm chức CO.

- Công thức tính số đồng phân:

- Áp dụng: Tính số đồng phân xeton C5H10O

Từ công thức ta tính được: đồng phân.

Lưu ý: Anđehit và xeton có cùng công thức phân tử với nhau, nên khi đề bài chỉ cho CTPT mà không đề cập đến loại hợp chất nào thì phải tính cả hai.

10. Cách tính số đồng phân: Axit

- Axit cacboxylic là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm –COOH liên kết trực tiếp với nguyên tử C hoặc nguyên tử H.

- CTTQ của aaxit no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO2 (n ≥ 1). Trong phân tử chứa một nối đôi ở nhóm chức COOH.