Buzz
1. Cấu trúc phân tử C4H10O và các tên gọi
Với công thức phân tử C4H10O, chất có thể là ancol hoặc ete
A. Ancol C4H10O
Đồng phân của ancol là những hợp chất hữu cơ giống nhau về cấu trúc nhưng khác biệt ở vị trí của nhóm hydroxyl (-OH).
Ancol C4H10O có tổng cộng 4 đồng phân, bao gồm:
| CTCT thu gọn | Tên gọi |
| CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - OH | Butan – 1- ol |
| CH3 - CH(CH3)CH2OH | 2 – metylpropan – 1- ol |
| CH3 - CH2 - CH(OH) - CH3 | Butan – 2- ol |
| CH3 - C(OH)(CH3) - CH3 | 2 – metylpropan – 2- ol |
B. Ete C4H10O
Ete C4H10O bao gồm 3 đồng phân, cụ thể như sau:
| CTCT thu gọn | Tên gọi |
| CH3-CH2-CH2-O-CH3 | Metylpropyl ete / 1- metoxypropan |
| CH3-CH(CH3)-O-CH3 | Isopropylmetyl ete / 2 - metoxypropan |
| CH3-CH2-O-CH2-CH3 | Đietyl ete / etoxyetan |
2. Các đồng phân của C4H10O
A. Ancol C4H10O
.png)
.png)
.png)
.png)
B. Ete C4H10O
3. Các bài tập ứng dụng liên quan
Câu 1: So sánh điểm nóng chảy và điểm sôi của các đồng phân ancol C4H10O. Giải thích sự khác biệt dựa trên cấu trúc và tương tác phân tử.
Giải đáp:
Các đồng phân của ancol C4H10O bao gồm hai loại chính là butanol và metanol.
* Butanol:
- Butanol bao gồm các đồng phân như n-butanol, isobutanol, sec-butanol và tert-butanol.
- Butanol có cấu trúc gồm chuỗi carbon dài 4 nguyên tử, với nhóm hydroxyl (-OH) gắn tại các vị trí khác nhau.
- Độ phân cực của butanol tăng dần theo thứ tự: n-butanol < sec-butanol < isobutanol < tert-butanol. Vì vậy, n-butanol (butanol dạng thẳng) có điểm nóng chảy và sôi cao hơn so với các đồng phân khác.
* Metanol:
- Metanol là một đồng phân của ancol với công thức cấu trúc CH3OH.
- Metanol rất phân cực nhờ nhóm -OH, tạo liên kết hydro mạnh với nước và các phân tử khác.
- Điểm sôi của metanol thấp hơn butanol do liên kết hydro mạnh giữa các phân tử metanol và nước, cùng với kích thước phân tử nhỏ hơn.
* Giải thích sự khác biệt:
- Cấu trúc phân tử: Các đặc điểm vật lý của các đồng phân ancol bị ảnh hưởng bởi cấu trúc phân tử. Vị trí và hình dạng của nhóm hydroxyl (-OH) trên chuỗi cacbon tác động đến độ phân cực và sự tương tác giữa các phân tử.
- Tương tác giữa các phân tử: Điểm nóng chảy và sôi của các đồng phân ancol được quyết định bởi sự tương tác hydrogen giữa các phân tử. Đặc điểm này phụ thuộc vào độ phân cực và khả năng tạo liên kết hydrogen của phân tử.
- Vì những yếu tố này, butanol thường có điểm nóng chảy và sôi cao hơn metanol nhờ độ phân cực cao hơn và sự đa dạng trong cấu trúc, làm tăng độ phức tạp trong tương tác phân tử.
Câu 2: Trình bày một số phản ứng hóa học cụ thể của butanol, chẳng hạn như phản ứng với axit, phản ứng oxi hóa, hoặc phản ứng ester hóa.
Dưới đây là các phản ứng hóa học tiêu biểu mà butanol có thể tham gia:
* Phản ứng với axit:
- Butanol có thể phản ứng với axit để tạo thành este và nước. Ví dụ, khi butanol kết hợp với axit axetic (CH3COOH), xảy ra phản ứng este hóa như sau:
Butanol + Axit axetic → Etil axetat + Nước
Trong phản ứng này, nhóm -OH của butanol kết hợp với nhóm -COOH của axit axetic để tạo ra este, trong đó một phần của butanol cấu thành nên este.
* Phản ứng oxi hóa:
Butanol có khả năng bị oxi hóa thành axit cacboxylic hoặc aldehyde. Khi butanol tiếp xúc với các chất oxi hóa như KMnO4 hoặc K2Cr2O7, phản ứng oxi hóa có thể xảy ra như sau:
Butanol → Axit butanoic hoặc aldehyde butanoic
Dưới điều kiện oxi hóa mạnh, butanol có thể chuyển hóa thành axit butanoic hoặc aldehyde butanoic tùy theo các yếu tố của phản ứng.
* Phản ứng este hóa:
Butanol có khả năng tham gia vào phản ứng este hóa với axit, phenol hoặc anhydrit để tạo thành các este. Ví dụ, khi butanol kết hợp với axit clohiđric (HCl) theo tỷ lệ phù hợp, phản ứng este hóa có thể xảy ra.
Butanol + HCl → Butyl clorua + Nước
Trong phản ứng này, nhóm -OH của butanol được thay thế bằng nhóm clo, dẫn đến việc hình thành butyl clorua.
Những phản ứng này chỉ là vài ví dụ minh họa cho sự linh hoạt và đa dạng của butanol trong việc tham gia vào các phản ứng hóa học khác nhau.
Câu 3: Khi tách nước từ một hợp chất X có công thức phân tử C4H10O tạo ra ba anken là đồng phân của nhau (bao gồm cả đồng phân hình học), công thức cấu tạo rút gọn của X là gì?
Giải đáp:
Để xác định công thức cấu tạo rút gọn của chất X, ta cần lưu ý rằng việc loại nước từ chất này sẽ tạo ra ba anken đồng phân với nhau, bao gồm:
Anken đồng phân cis: C4H8 (2 - buten).
Anken đồng phân trans: C4H8 (2 - buten).
Anken đồng phân mạch hở: C4H6 (1 - buten).
Dựa vào thông tin đã cho, chất X chính là butanol (C4H10O), vì khi butanol bị khử nước, ta có thể tạo ra ba anken đồng phân.
Công thức cấu tạo rút gọn của butanol (C4H10O) là CH3CH2CH2CH2OH
Câu 4: Chất Y có công thức phân tử C5H12O. Khi chất Y phản ứng với axit, nó tạo ra ba este đồng phân của nhau (bao gồm cả đồng phân hình học). Tìm công thức cấu tạo rút gọn của chất Y.
Gợi ý giải:
Xác định các este đồng phân có thể hình thành từ phản ứng của chất Y với axit.
Ba este đồng phân này phải có cấu trúc cơ bản giống nhau, chỉ khác nhau ở vị trí của nhóm chức trong phân tử.
Dựa vào số lượng cacbon và hydro trong phân tử, hãy suy luận công thức cấu tạo rút gọn của chất Y sao cho có thể tạo ra ba este đồng phân từ axit.
Câu 5: Chất Z có công thức phân tử C6H14O2. Khi chất Z phản ứng với bazơ, nó tạo ra ba axit cacboxylic đồng phân của nhau (bao gồm cả đồng phân hình học). Tìm công thức cấu tạo rút gọn của chất Z.
Lời giải chi tiết:
Một số đồng phân có thể được tạo ra từ C6H14O2 là:
Axit butanoic (CH3CH2CH2COOH)
Axit 2-methylpropanoic (CH3CH(CH3)COOH)
Axit 2-methylbutanoic (CH3CH2CH(CH3)COOH)
Câu 6: Xét hợp chất A với công thức phân tử C4H10O. Khi hợp chất A phản ứng với bazơ, sẽ tạo ra ba ancol đồng phân của nhau (bao gồm cả đồng phân hình học). Tìm công thức cấu tạo rút gọn của hợp chất A.
Gợi ý giải:
Các đồng phân ancol có thể được tạo ra từ
C4H10O có thể bao gồm các dạng đồng phân ancol như sau:
Butanol (CH3CH2CH2CH2OH)
2-Methylpropanol (CH3CH(CH3)CH2OH)
2-Methylpropanol (CH3CH2CH(CH3)OH)
Câu 7: Một hợp chất B có công thức phân tử C7H8O3. Khi B phản ứng với nền, nó tạo ra ba este đồng phân (bao gồm cả đồng phân hình học). Xác định công thức cấu tạo rút gọn của hợp chất B.
Câu 8: Công thức phân tử C4H10O có bao nhiêu đồng phân với nhóm chức – OH?
A. 1 đồng phân với nhóm chức -OH
B. 3 đồng phân với nhóm chức -OH
C. 4 đồng phân với nhóm chức -OH
D. 5 đồng phân với nhóm chức -OH
Giải thích chi tiết: Chọn C. Công thức phân tử C4H10O có bao nhiêu đồng phân chứa 4 nhóm chức – OH
C4H10O có các đồng phân về nhóm chức và mạch carbon. Các đồng phân của C4H10O với nhóm chức -OH bao gồm:
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – OH
CH3 – CH2 – CH2(OH) – CH3
CH3– C(CH3)(OH) – CH3
CH3 – CH(CH3) – CH2 – OH
Câu 9: Viết công thức cấu tạo của các hợp chất hữu cơ mạch hở có công thức phân tử C4H10O. Trong các hợp chất này, hãy xác định:
a) Những hợp chất nào là đồng phân về nhóm chức.
b) Những hợp chất nào là đồng phân về vị trí của nhóm chức.
c) Các chất là đồng phân về cấu trúc mạch carbon.
Câu 10: Ancol X có công thức phân tử C4H10O. Khi đun X với H2SO4 đặc ở 170°C, thu được hai anken đồng phân của nhau. Công thức cấu tạo của X là gì?
Trên đây là bài viết của Mytour về nội dung Công thức cấu tạo của C4H10O, cách gọi tên và các đồng phân của C4H10O. Hy vọng bài viết đã cung cấp thông tin hữu ích, giúp bạn hiểu sâu hơn về hóa học và áp dụng tốt vào bài tập. Xin chân thành cảm ơn.
