Công thức phân tử hợp chất hữu cơ SVIP

I. THÀNH PHẦN NGUYÊN TỐ VÀ CÔNG THỨC PHÂN TỬ

Công thức phân tử cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của từng nguyên tố có trong phân tử hợp chất hữu cơ.

Ví dụ: Methane có công thức phân tử là CH₄, gồm 1 nguyên tử carbon và 4 nguyên tử hydrogen.

Công thức đơn giản nhất cho biết tỉ lệ tối giản của các nguyên tử trong phân tử hợp chất hữu cơ.

Ví dụ: Glucose C₆H₁₂O₆ có công thức đơn giản nhất CH₂O với tỉ lệ nguyên tử C : H : O lần lượt là 1 : 2 : 1.

- Công thức đơn giản nhất xác định dựa trên phân tích phần trăm khối lượng các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ.

- Xét hợp chất có công thức đơn giản nhất là C_xH_yO_z (x, y, z là những số nguyên tối giản), ta có:

\(x:y:z=\frac{\%C}{12}:\frac{\%H}{1}:\frac{\%O}{16}\)

(%C, %H, %O là tỉ lệ phần trăm tương ứng của các nguyên tố C, H, O)

- Số nguyên tử trong công thức phân tử là bội số nguyên dương của số nguyên tử trong công thức đơn giản nhất. Vì vậy, từ công thức đơn giản nhất và phân tử khối có thể xác định được công thức phân tử của hợp chất.

II. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHÂN TỬ KHỐI CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ - PHỔ KHỐI LƯỢNG (MS)

Phổ khối lượng cho biết khối lượng phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào mảnh ion phân tử [M⁺] có giá trị m/z lớn nhất.

Ví dụ: Phổ khối lượng (MS) của phenol có peak ion phân tử [M⁺] ứng với giá trị m/z = 94.

Ví dụ: Ethanol có phần trăm khối lượng của carbon, hydrogen, oxygen lần lượt là 54,54%, 9,10% và 36,36%. Kết quả phân tích phổ khối lượng cho thấy ion phân tử [M+] có giá trị m/z bằng 88,0 g/mol. Xác định công thức phân tử của ethanol.

 Ta có tỉ lệ phần trăm khối lượng nguyên tố:

\(x:y:z=\frac{52,14}{12}:\frac{13,13}{1}:\frac{34,37}{16}\thickapprox4,345:13,13:2,15\thickapprox2:6:1\)

⇒ Công thức đơn giản nhất của ethanol là C₂H₆O.

⇒ Công thức phân tử có dạng (C₂H₆O)_n.

Mà khối lượng phân tử M = 46 g/mol ⇒ \(n=\frac{46}{12.2+6+16}=1\).

⇒ Công thức phân tử của ethanol là C₂H₆O.