Phân tử hyđrôcacbon

Trong phân tử hyđrôcacbon các liên kết giữa các nguyên tử là đồng hóa trị. Mỗi nguyên tử cacbon có bốn điện tử tham gia vào liên kết này (hình 1.1c), trong đó mỗi nguyên tử hyđrô chỉ có một điện tử liên kết. Liên kết đơn tồn tại khi mỗi một trong hai nguyên tử liên kết (là C và H) đều góp một điện tử; còn liên kết giữa hai nguyên tử cacbon là nhờ mỗi nguyên tử trong chúng góp chung hai điện tử, tức có liên kết đôi. Ví dụ phân tử ethylen C2H4 có thể được trình bày dưới dạng:

trong đó: --- là liên kết đơn = là liên kết đôi (hay hai liên kết đơn).

Có trường hợp tồn tại liên kết ba ≡ như ở axêtylen C2H2: H ---  C ≡ C --- H.

Các hyđrôcacbon chứa liên kết đôi, ba được coi là không no, tức mỗi nguyên tử cacbon chưa liên kết tối đa với bốn nguyên tử khác, tức chúng còn có thể biến đổi khi chuyển thành liên kết đơn. Sự chuyển dời vị trí một trong những liên kết đơn xung quanh nguyên tử cacbon sẽ cho phép đưa
thêm vào phân tử đầu tiên một hay một nhóm nguyên tử khác. Xem thế hyđrôcacbon không no dễ biến đổi thành phần và tính chất hơn. Còn đối với hyđrôcacbon no chỉ có các liên kết đơn nên không thể có những nguyên tử mới nào có thể xâm nhập vào phân tử mà không phải lấy đi các liên kết đơn khác đã có sẵn do đó khó biến đổi thành phần và tính chất hơn.

Hyđrôcacbon đơn giản nhất thuộc họ parafin CnH2n+2 gồm mêtan (CH4), êtan (C2H6), prôpan (C3H8), butan (C4H10), pentan (C5H12), hexan (C6H14) công thức phân tử như sau:


(tương tự với C4H10, C5H12, C6H14 bằng cách thêm vào từng nhóm CH2 một).

Liên kết trong nội bộ phân tử là liên kết đồng hóa trị mạnh, nhưng giữa các phân tử là liên kết yếu Van der Waals, nên các hyđrôcacbon nói chung có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp (tuy nhiên các nhiệt độ này tăng lên theo sự tăng lên của khối lượng phân tử).

Hyđrôcacbon có cùng thành phần hóa học có thể có những cách sắp xếp nguyên tử khác nhau được gọi là đồng phân hóa (isomerism) mà mỗi dạng của nó được gọi là izome. Ví dụ, có hai izome cho butan: butan n và butan i với công thức phân tử như sau:


Một số tính chất phụ thuộc vào cấu trúc đồng phân này. Ví dụ, nhiệt độ sôi của chúng khác nhau, lần lượt là -0,5 và -12,3oC.

Một số nhóm hyđrôcacbon thông dụng khác có công thức phân tử như sau:

R -- OH (rượu metyl), R -- O -- R (ête dimetyl), với R là gốc metyl CH3, ngoài ra trong các hợp chất khác R có thể là các gốc hữu cơ êtyl C2H5, benzyl C6H5 (với mạch vòng).

Từ các phân tử hữu cơ (hyđrôcacbon) kể trên người ta có thể tổng hợp thành phân tử polyme.
 

Comments