Bài 10: Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

1. Kiến thức trọng tâm

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon, trừ một số hợp chất như $CO$, $CO_2$, muối carbonate, muối cyanide… được xếp vào hợp chất vô cơ. Hoá học hữu cơ là ngành hoá học nghiên cứu hợp chất hữu cơ. Hợp chất hữu cơ có mặt khắp nơi: trong cơ thể sinh vật, thực phẩm, thuốc, chất dẻo, nhiên liệu và nhiều vật liệu khác.

Đặc điểm chung của hợp chất hữu cơ: liên kết chủ yếu là liên kết cộng hoá trị; nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp; dễ bay hơi, dễ cháy; kém bền với nhiệt; phản ứng thường chậm, xảy ra theo nhiều hướng và tạo hỗn hợp sản phẩm; không tan hoặc ít tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ.

Hợp chất hữu cơ được phân loại thành hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon. Hydrocarbon chỉ chứa carbon và hydrogen, gồm hydrocarbon no (alkane), không no (alkene, alkyne) và hydrocarbon thơm (arene). Dẫn xuất của hydrocarbon là hợp chất ngoài carbon, hydrogen còn chứa các nguyên tố khác như oxygen, nitrogen, halogen.

Nhóm chức là nhóm nguyên tử gây ra tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất hữu cơ. Các nhóm chức thường gặp: $-OH$ (alcohol, phenol), $-COOH$ (carboxylic acid), $-CHO$ (aldehyde), $-CO-$ (ketone), $-NH_2$ (amine), $-X$ (dẫn xuất halogen). Công thức cấu tạo cho biết thứ tự liên kết và cách sắp xếp các nguyên tử trong phân tử, là cơ sở để giải thích tính chất và viết phản ứng của hợp chất hữu cơ.

2. Ví dụ minh họa

Ethanol $C_2H_5OH$ là dẫn xuất của hydrocarbon, chứa nhóm chức $-OH$ nên có tính chất đặc trưng của alcohol: tác dụng với sodium giải phóng $H_2$, cháy tạo $CO_2$ và nước. Phương trình cháy: $C_2H_5OH + 3O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2CO_2 + 3H_2O$.

Ethene $C_2H_4$ là hydrocarbon không no, chứa liên kết đôi $C=C$ nên dễ tham gia phản ứng cộng với bromine: $C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2$. Đây là phản ứng đặc trưng để nhận biết liên kết đôi.

3. Ghi nhớ

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon (trừ $CO$, $CO_2$, muối carbonate…). Phân loại: hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon. Nhóm chức quyết định tính chất hoá học đặc trưng: $-OH$, $-COOH$, $-CHO$, $-CO-$, $-NH_2$, $-X$. Công thức cấu tạo thể hiện thứ tự liên kết các nguyên tử.