Công thức phân tử hợp chất hữu cơ SVIP

I. Xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ

Hiện nay, người ta sử dụng phổ khối lượng để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ. Trên phổ khối lượng, mỗi tín hiệu (peak) tương ứng với một phân mảnh ion khi các phân tử hợp chất hữu cơ bị ion hóa trong thiết bị phân tích phổ. Mỗi peak được xác định bởi giá trị m/z và cường độ tương đối (%).

Có thể dự đoán phân tử khối của hợp chất hữu cơ đơn giản bằng tín hiệu của mảnh ion phân tử (kí hiệu là [M⁺]). Mảnh ion phân tử này thường ứng với tín hiệu có giá trị m/z lớn nhất.

II. Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Công thức phân tử cho biết số nguyên tử của các nguyên tố có trong phân tử.

Ví dụ: Ethylene (C₂H₄),...

Để lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ, người ta có thể dựa vào dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối của hợp chất.

Cách lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ

- Một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử là C_xH_yO_z. Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ (C_xH_yO_zN_t) từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối (M) được khái quát như sau:

\(x=\dfrac{\%m_C}{12}.\dfrac{M}{100}\)

\(y=\dfrac{\%m_H}{1}.\dfrac{M}{100}\)

\(z=\dfrac{\%m_O}{16}.\dfrac{M}{100}\)

\(t=\dfrac{\%m_N}{14}.\dfrac{M}{100}\)

Với x, y, z, t lần lượt là các số nguyên tử C, số nguyên tử H, số nguyên tử O, số nguyên tử N; %m_C, %m_H, %m_O, %m_N lần lượt là % khối lượng của các nguyên tố C, H, O, N trong hợp chất hữu cơ.

Ví dụ: Phân tích thành phần nguyên tố của hợp chất benzaldehyde cho kết quả: 79,25% C; 5,66% H và 15% O về khối lượng. Phân tử khối của hợp chất này được xác định thông qua kết quả phổ khối lượng với peak ion phân tử có giá trị m/z lớn nhất trong hình dưới đây. Hãy xác định công thức phân tử của benzaldehyde.

Vì %m_C + %m_H + %m_O = 100% ⇒ Phân tử benzaldehyde chỉ chứa các nguyên tố C, H, O nên đặt công thức phân tử của benzaldehyde là C_xH_yO_z.

Từ phổ khối lượng của benzaldehyde ⇒ \(M_{C_xH_yO_z}=106\) g/mol

Vậy:

 \(\dfrac{x.12}{106}=\dfrac{79,25}{100}\Rightarrow x=\dfrac{106.79,25}{12.100}\approx7\)

\(\dfrac{y}{106}=\dfrac{5,66}{100}\Rightarrow y=\dfrac{106.5,66}{100}\approx6\)

\(\dfrac{z.16}{106}=\dfrac{15,09}{100}\Rightarrow z=\dfrac{106.15,09}{16.100}\approx1\)

Công thức phân tử của benzaldehyde là C₇H₆O.

1. Công thức phân tử cho biết số lượng nguyên tử của mỗi nguyênn tố trong phân tử.

2. Công thức tổng quát cho biết thành phần định tính các nguyên tố.

3. Công thức đơn giản nhất cho biết tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử (tỉ lệ số nguyên tối giản nhất).

4. Phổ khối lượng được sử dụng để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ.

5. Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ (C_xH_yO_z):

+ Công thức đơn giản nhất: C_pH_qO_r.

+ C_xH_yO_z = (C_pH_qO_r)_n 

(p, q, r là các số nguyên tối giản; x, y, z, n là các số nguyên dương).