Thứ tự nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ

Sắp xếp thứ tự nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ là các dạng bài tập hoặc câu hỏi có trong đề thi thường gặp nhất. Ở dạng bài toán này, chúng ta chỉ cần biết một số tiêu chí là có thể giải được bài toán một cách nhanh chóng và chính xác

Chất hữu cơ là gì?

Là một nhóm lớn các hợp chất hóa học mà phân tử của chúng chứa cacbon. Các hợp chất hữu cơ có thể thu được trong tự nhiên hoặc bằng các phản ứng nhân tạo.

Nguồn gốc của các hợp chất hữu cơ này có thể là tự nhiên hoặc nhân tạo. Hầu hết các hợp chất tinh khiết được tạo ra một cách nhân tạo. Tuy vậy, thuật ngữ “hữu cơ” cũng thường được dùng để mô tả các sản phẩm được tạo ra mà không có hóa chất nhân tạo.

Nghiên cứu các hợp chất hữu cơ thường được chúng ta gọi là hóa hữu cơ. Có nhiều mối liên hệ giữa các hợp chất hữu cơ như chất đạm, chất béo và carbohydrate (đường),… đây đều là những chất quan trọng trong sinh hóa.

Phân loại hợp chất hữu cơ

Các hợp chất hữu cơ được phân loại thành hai loại dựa trên thành phần của các nguyên tố.

Hidrocacbon là những hợp chất mà chỉ có gồm 2 nguyên tố trong một phân tử. Dẫn xuất C và H Hiđrocacbon là những hợp chất mà trong phân tử có chứa các nguyên tố khác ngoài C và H.

Các hợp chất hữu cơ được chia thành các loại sau đây dựa trên mạch cacbon của phân tử: hợp chất mạch vòng và hợp chất không mạch vòng.

Căn cứ vào nhóm chức của phân tử, các hợp chất là dẫn xuất của hidrocacbon được chia thành ba nhóm:

Hợp chất hữu cơ đơn chức chính là những hợp chất chỉ có duy nhất một nhóm chức.

Hợp chất hữu cơ đa chức là hợp chất có nhiều nhóm chức khác nhau nhưng một loại nhóm chức tương tự nhau.

Hợp chất hữu cơ phức tạp là những hợp chất có nhiều loại nhóm chức khác nhau

Tìm hiểu thứ tự nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ

Với Hidrocacbon

Nhiệt độ sôi của dãy đồng đẳng tăng dần khi chúng đi theo chiều tăng dần (Ankan , Anken , Ankin , Aren…) vì khối lượng phân tử lúc đó cũng tăng theo.

VD: C2H6 > CH4

Theo những Ankan, Anken, Ankin, Aren tương ứng thì nhiệt độ sôi đi theo chiều như sau: Ankan < Anken < Ankin < Aren

lý do: khối lượng phân tử thì tương đương nhưng do số lượng tăng sự nối pi nên kéo theo nhiệt độ sôi cũng cao hơn (tốn kém thêm năng lượng để phá hủy liên kết pi)

Đối với các đồng phân thì những đồng phân nào có nhiệt độ sôi cao hơn thì chúng có mạch dài hơn( đọc phần lực phân tán london)

Với các dẫn xuất

dẫn xuất R-X, nhiệt độ sôi sẽ tăng cao khi X hút e càng mạnh nếu không có liên kết hidro

VD :C4H9<C4H8Cl<C4H9CHO<C4H9N02

Dẫn xuất halogen của anken sôi và nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn dẫn xuất của ankan tương ứng.

Dẫn xuất của benzen : Đưa một nhóm thế đơn giản vào vòng benzen sẽ làm tăng nhiệt độ sôi.

Với hợp chất chứa nhóm chức

2 chất khi có cùng dãy đồng đẳng thì chất nào khối lượng phân tử lớn hơn thì có nhiệt độ sôi lớn hơn

VD : CH3OH và C2H5OH thì C2H5OH có nhiệt độ sôi cao hơn

CH3CHO và C2H5CHO thì C2H5CHO có nhiệt độ sôi cao hơn

Đối với các hợp chất có nhóm chức khác nhau có thứ tự nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ khác nhau

Nhiệt độ sôi của rượu , Andehit , Acid , xeton , Este tương ứng theo thứ tự sau :

Acid > Rượu > Amin > Andehit , xeton và Este

Xeton > Andehit

Chú ý với rượu và Acid:

Các gốc đẩy e ( CH3 , C2H5 …..) sẽ làm tăng nhiệt độ sôi tăng do liên kết H bền hơn

VD: CH3COOH < C2H5COOH

Các gốc hút e ( Phenyl , Clo …) sẽ làm giảm nhiệt độ sôi do liên kết H sẽ giảm bền đi

VD: Cl-CH2COOH < CH3COOH ( độ hút e giảm dần theo thứ tự F > Cl > Br > I )

Chú ý với các hợp chất thơm có chứa nhóm chức -OH , -COOH , -NH2:

Nhóm thế loại 1 ( chỉ chứa các liên kết sigma như : CH3 , C3H7 ..) có tác dụng đẩy e vào nhân thơm làm liên kết H trong chức bền hơn nên làm tăng nhiệt độ sôi

Nhóm thế loại 2 ( chứa liên kết pi như NO2 , C2H4 …) có tác dụng hút e của nhâm thơm làm liên kết H trong chức kém bền đi nên làm giảm nhiệt độ sôi

Nhóm thế loại 3 ( các halogen : -Br , -Cl , -F , -I .. ) có tác dụng đẩy e tương tự như nhóm thế loại 1

Kết luận

Tìm hiểu về thứ tự nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ sẽ giúp chúng ta hoàn thành các bài tập và các bài thi được tốt hơn. Chúng ta xét khối lượng phân tử và các yếu tố liên kết H của các hợp chất đơn giản chỉ để so sánh nhiệt độ sôi của chúng. Đối với các hợp chất phức tạp, cần tính đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi để có kết quả chính xác nhất.