Hóa hữu cơ - Học phần 1 - Nguyễn Thị Hương Giang

HÓA HỮU CƠ HỌC PHẦN 1 ThS. Nguyễn Thị Hương Giang Email: huonggiang2887@gmail.com 1 PHÂN BỔ CHƯƠNG TRÌNH 2 BUỔI 1: Cấu trúc điện tử Hiệu ứng điện tử Đồng phân và cấu dạng BUỔI 2: Acid/Base - Cơ chế phản ứng BUỔI 3: Alkan – Cycloalkan – Alken BUỔI 4: Alkadien – Alkyn KIỂM TRA GIỮA KỲ BUỔI 5: Hydrocarbon thơm BUỔI 6: Dẫn xuất halogen Hợp chất cơ kim BUỔI 7: Alcol – Phenol – Ether BUỔI 8: Aldehyd - Keton BUỔI 9: Aldehyd – Keton (tt) PHÂN BỔ CHƯƠNG TRÌNH 3 KIỂM TRA GIỮA KỲ: 40 phút (40%) Tự luận 3 câu: cấu tạo điện tử, so sánh tính acid/base, đồng phân THI CUỐI KỲ: 75 phút (60%) 50 câu trắc nghiệm - 6 điểm. Mỗi câu 0,12 điểm 4 câu tự luận - 4 điểm. Mỗi câu 1 điểm (Cơ chế - Điều chế - 2 Chuỗi) CẤU TRÚC ĐIỆN TỬ 4 51. Trình bày được cấu trúc electron của carbon lai hóa sp3, sp2, sp 2. Phân biệt các loại liên kết sigma, liên kết pi và liên kết hydro MỤC TIÊU I. CẤU TRÚC ELECTRON 6 1. CẤU TRÚC NGUYÊN TỬ Sự phân bố electron/các lớp Sự phân bố orbital/các lớp 7I. CẤU TRÚC ELECTRON 2. CẤU TRÚC ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ 8I. CẤU TRÚC ELECTRON 2. CẤU TRÚC ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ 9I. CẤU TRÚC ELECTRON 2. CẤU TRÚC ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ * Cấu trúc electron của nguyên tử CARBON 10 I. CẤU TRÚC ELECTRON 3. CARBON LAI HÓA * Lai hóa sp3 11 I. CẤU TRÚC ELECTRON 3. CARBON LAI HÓA * Lai hóa sp2 12 I. CẤU TRÚC ELECTRON 3. CARBON LAI HÓA * Lai hóa sp 13 II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT • Quy tắc octet Cấu hình với 8 electron lớp ngoài cùng là cấu hình bền vững. Nguyên tử có khuynh hướng cho/nhận hoặc chia sẻ electron với các nguyên tử khác để đạt được cấu hình electron vững bền. • Liên kết ion • Liên kết cộng hóa trị 14 II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT • Cấu trúc Lewis (công thức Lewis) 15 1. LIÊN KẾT SIGMA б (xen phủ trục) II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT Liên kết б C–C Liên kết б C–H 16 1. LIÊN KẾT SIGMA б (xen phủ trục) II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT 17 2. LIÊN KẾT PI π (xen phủ bên) II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT 18 2. LIÊN KẾT PI π (xen phủ bên) II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT 19 2. LIÊN KẾT PI π (xen phủ bên) II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT 20 II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT 21 II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT Ví dụ: 22 II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT * Sự phân cực của liên kết 23 3. LIÊN KẾT HYDRO II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT Liên kết rất yếu do sức hút tĩnh điện giữa nguyên tử H (H–O hoặc H–N) và nguyên tử khác có cặp điện tử tự do. -Liên kết hydro liên phân tử -Liên kết hydro nội phân tử 24 3. LIÊN KẾT HYDRO II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT * Liên kết Hydro liên phân tử 25 3. LIÊN KẾT HYDRO II. SỰ TẠO THÀNH CÁC LIÊN KẾT * Liên kết Hydro liên phân tử * Liên kết Hydro nội phân tử HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ 26 27 1. Trình bày được các loại hiệu ứng: • Hiệu ứng cảm • Hiệu ứng cộng hưởng • Hiệu ứng siêu liên hợp 2. Viết được công thức giới hạn của các hợp chất MỤC TIÊU 28 * Sự phân cực của liên kết I. HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ Hiệu ứng cảm ứng (Inductive effect) là do sự phân cực hay chuyển dịch mật độ electron trong các LIÊN KẾT SIGMA б. II. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG II. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG 1. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG +I * Gốc Alkyl (‒R) * Nhóm mang điện tích âm II. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG 2. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG ‒I * Nguyên tử có độ âm điện lớn (‒X, ‒O, ‒N) * Nhóm mang điện tích dương II. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG 2. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG ‒I * Nhóm chưa no II. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG 3. ỨNG DỤNG * Độ mạnh của acid (pKa) Tính acid càng mạnh khi đôi electron liên kết giữa O‒H càng bị kéo lệch về phía O làm H+ dễ tách ra.  Các nhóm gây ‒I thì làm tăng tính acid II. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG 3. ỨNG DỤNG * Độ mạnh của acid (pKa) pKa càng nhỏ, tính acid càng mạnh Hiệu ứng cảm ứng giảm khi lan truyền trên mạch II. HIỆU ỨNG CẢM ỨNG 3. ỨNG DỤNG * Độ mạnh của base Mật độ electron trên N càng nhiều thì tính base càng mạnh.  Các nhóm gây +I thì làm tăng tính base của amin Hiệu ứng liên hợp (Conjugative effect – Mesomeric effect) là do sự phân cực của LIÊN KẾT PI π và lan truyền trong hệ thống liên hợp. * Cũng như I, hiệu ứng C là dương (+C) nếu nhóm thế cho electron và âm (‒C) nếu nhóm thế hút electron về phía mình. II. HIỆU ỨNG LIÊN HỢP * Hệ thống liên hợp π‒б‒π II. HIỆU ỨNG LIÊN HỢP H2C CH CH CH2 H2C CH C N H2C CH Cl OH N H * Hệ thống liên hợp p‒б‒π II. HIỆU ỨNG LIÊN HỢP 1. HIỆU ỨNG LIÊN HỢP +C (đẩy điện tử) * Nguyên tử có cặp điện tử p tự do (p‒б‒π) Ví dụ: II. HIỆU ỨNG LIÊN HỢP 2. HIỆU ỨNG LIÊN HỢP ‒C (hút điện tử) * Nhóm chưa no ‒ nguyên tử có độ âm điện lớn NO2 NC CRC Ví dụ: II. HIỆU ỨNG LIÊN HỢP 2. HIỆU ỨNG LIÊN HỢP ‒C (hút điện tử) III. HIỆU ỨNG SIÊU LIÊN HỢP Hiệu ứng siêu liên hợp (Hyperconjugative effect) là do sự tương tác liên hợp giữa orbital б của liên kết C‒H với orbital π của liên kết đôi, ba. III. HIỆU ỨNG SIÊU LIÊN HỢP Ví dụ: CH H H CH CH C CH3 H H+ HBr H3C CH CH2 CH2 CH3 Br III. HIỆU ỨNG SIÊU LIÊN HỢP Ví dụ: C H H H CH O HO H2C CH O + O HH IV. HIỆU ỨNG LẬP THỂ Hiệu ứng lập thể hay hiệu ứng không gian (Steric effect) là do vị trí và kích thước các nhóm thế lớn ảnh hưởng nhau. Ví dụ: BÀI TẬP 45 Y: Rút điện tử: tăng tính acid Đẩy điện tử: giảm tính acid 1. SO SÁNH TÍNH ACID OH Y +C, -I -C, -I -C, -I +I, H 1. SO SÁNH TÍNH ACID 5 1 2 43 (5) (1) (3) (4) (2) (1) (3) (4) (2) 1. SO SÁNH TÍNH ACID H3C CH2 COOH Cl CH2 COOH CH2 CH2 COOH I CH2 COOH Cl CH2 CH2 COOHI b. Đôi điện tử trên N đi vào liên hợp với nhân thơm CH3 CH NH2 NH3 NH2 NH2 N O O b. 2. SO SÁNH TÍNH BASE > > >> 3. SẮP XẾP TÍNH ACID TĂNG DẦN < << <<< < 3. SẮP XẾP TÍNH ACID TĂNG DẦN < H2O C6H5OH H2CO3 H2SO4e. < < < < < < < < 4. SẮP XẾP TÍNH BASE TĂNG DẦN 6. ACID LIÊN HỢP BASE ACID LIÊN HỢP 7. BASE LIÊN HỢP ACID BASE LIÊN HỢP