SKKN Xây dựng tài liệu tự học phần nhiệt độ sôi và tính axit –bazơ của các hợp chất hữu cơ để nâng cao năng lực tự học cho học sinh
Quá trình sống là quá trình con người bước dần lên những bậc thang mới của sự hiểu biết, bước đi này có thể dễ hay khó, cao hay thấp là phụ thuộc nhiều vào việc tự học của mỗi người. Vì vậy bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh ngay từ khi ngồi ghế nhà trường là cần thiết và là một công việc có vị trí cực kì quan trọng, Chúng ta phải biến quá trình dạy học thành quá trình tự học.
- Trong tự học bước đầu thường có nhiều lúng túng nhưng chính những lúng túng đó lại là động lực thúc đẩy học sinh tư duy để thoát khỏi “lúng túng” nhờ vậy mà học sinh tự tin vào bản thân, bồi dưỡng và phát triển hứng thú, duy trì tính tích cực nhận thức trong hoạt động tự học của các em
- Trong phạm trù sáng kiến kinh nghiệm này tôi lựa chọn chuyên đề nhiệt độ sôi, tính axit –bazơ của các hợp chất hữu cơ đây là phần mà học sinh nếu được cung cấp cơ sở lí thuyết vững chắc thì các em có thể tự tiếp thu và giải quyết các bài tập thi THPT và thi học sinh giỏi.
- Để góp phần hỗ trợ hay đẩy mạnh phương pháp tự học cho học sinh thì nhiệm vụ đó đặt lên vai người giáo viên. Chính người giáo viên phải có năng lực hướng dẫn học sinh tự học biết thu thập và xử lý thông tin để tự biến đổi mình. Giáo viên cần đưa ra tài liệu tốt để giúp học sinh tự học tự nâng cao kiến thức của mình.
Xuất phát từ những lí do trên tôi lựa chọn đề tài: Xây dựng tài liệu tự học phần nhiệt độ sôi và tính axit –bazơ của các hợp chất hữu cơ để nâng cao năng lực tự học cho học sinh.
1.MỞ ĐẦU 1.1. Lí do chọn đề tài Quá trình sống là quá trình con người bước dần lên những bậc thang mới của sự hiểu biết, bước đi này có thể dễ hay khó, cao hay thấp là phụ thuộc nhiều vào việc tự học của mỗi người. Vì vậy bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh ngay từ khi ngồi ghế nhà trường là cần thiết và là một công việc có vị trí cực kì quan trọng, Chúng ta phải biến quá trình dạy học thành quá trình tự học. - Trong tự học bước đầu thường có nhiều lúng túng nhưng chính những lúng túng đó lại là động lực thúc đẩy học sinh tư duy để thoát khỏi “lúng túng” nhờ vậy mà học sinh tự tin vào bản thân, bồi dưỡng và phát triển hứng thú, duy trì tính tích cực nhận thức trong hoạt động tự học của các em - Trong phạm trù sáng kiến kinh nghiệm này tôi lựa chọn chuyên đề nhiệt độ sôi, tính axit –bazơ của các hợp chất hữu cơ đây là phần mà học sinh nếu được cung cấp cơ sở lí thuyết vững chắc thì các em có thể tự tiếp thu và giải quyết các bài tập thi THPT và thi học sinh giỏi. - Để góp phần hỗ trợ hay đẩy mạnh phương pháp tự học cho học sinh thì nhiệm vụ đó đặt lên vai người giáo viên. Chính người giáo viên phải có năng lực hướng dẫn học sinh tự học biết thu thập và xử lý thông tin để tự biến đổi mình. Giáo viên cần đưa ra tài liệu tốt để giúp học sinh tự học tự nâng cao kiến thức của mình. Xuất phát từ những lí do trên tôi lựa chọn đề tài: Xây dựng tài liệu tự học phần nhiệt độ sôi và tính axit –bazơ của các hợp chất hữu cơ để nâng cao năng lực tự học cho học sinh. 1.2.Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu một số vấn đề về lý luận và thực tiễn của việc tự học, xây dựng hệ thống lí thuyết và bài tập làm rõ các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi, lực axit - bazơ từ đó giúp học sinh có thể tự tiếp thu nhằm giải quyết một số bài tập trong kì thi THPT và học sinh giỏi. 1.3. Đối tượng nghiên cứu - Các kiến thức trong chương trình THPT liên quan đến nội dung của SKKN. - Hệ thống các bài tập áp dụng trong các đề thi đại học và học sinh giỏi Tình hình thực tiễn ở địa phương.: Học sinh bậc trung học phổ thông, đặc biệt là học sinh trường THPT Đào Duy Từ (nơi tôi trực tiếp giảng dạy). 1.4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu cơ sở lý luận có liên quan đến đề tài. Nghiên cứu cấu trúc nội dung chương trình SGK 11- 12 phần hoá học hữu cơ ban nâng cao, sách bài tập, sách tham khảo, các bộ đề thi đại học, học sinh giỏi,.. - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn. Điều tra cơ bản: Tìm hiểu đánh giá thực trạng tổ chức hoạt động tự học của học sinh hiện nay. Nghiên cứu khả năng tiếp thu của học sinh trường THPT Đào Duy Từ để có những cách trình bày thật dễ hiểu, phù hợp với từng đối tượng học sinh Thực nghiệm sư phạm: Nhằm xác định tính hiệu quả của nội dung đề xuất. Phương pháp xử lý thông tin: Dùng phương pháp thống kê toán học 2.NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm Vai trò của tự học :Về mặt lý luận cũng như thực tiễn, tự học là một hoạt động có ý nghĩa quan trọng trong việc tạo ra chất lượng và hiệu quả của quá trình đào tạo, nó giúp cho con người không những có tri thức trong học tập mà ngay cả trong đời sống hàng ngày. Bài tập phần nhiệt độ sôi và tính axit – bazơ các em thường thấy trong quá trình học tập trong các bài kiểm tra, thi THPT và thi học sinh giỏi các cấp. Muốn giải được dạng bài này học sinh phải nắm chắc lí thuyết. Đặc biệt đối với đề thi học sinh giỏi các em phải có hệ thống lí thuyết mở rộng. 2.2. Thực trạng về khả năng tự học của học sinh ở bậc THPT hiện trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1. Khó khăn -Về phía giáo viên: Nhiều giáo viên chưa đưa ra được tài liệu hay mà giáo viên chủ yếu sử dụng các bài tập trong SGK, SBT hoặc từ internet mà không biên soạn lại cho phù hợp với đối tượng học sinh nên chưa thật sự phát triển được tư duy và năng lực độc lập suy nghĩ hay nói cách khác là chưa kích thích được năng lực tự học của học sinh. - Về phía học sinh: Nhiều em HS chưa chăm học, chưa tự giác học tập, chưa có ý thức tự nghiên cứu cao, tự mình bồi đắp kiến thức cho mình . 2.2.2. Thuận lợi - Việc biên soạn SGK mới theo hướng kế thừa, khoa học, hiện đại, nội dung logic thuận lợi cho việc đổi mới PPDH. - Số lượng SGK, tài liệu tham khảo khá nhiều, phong phú về nội dung và hình thức cho cả giáo viên và học sinh. 2.3. Xây dựng tài liệu tự học phần nhiệt độ sôi và tính axit –bazơ của các hợp chất hữu cơ để nâng cao năng lực tự học cho học sinh 2.3.1Cơ sở lí thuyết 2.3.1.1. Các loại hiệu ứng cấu trúc trong hóa học hữu cơ Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp lẫn nhau mà phần lớn do sự khác nhau độ âm điện giữa hai nguyên tử liên kết. Các ảnh hưởng gián tiếp như vậy được gọi là hiệu ứng electron. Ngoài ra, do ảnh hưởng của kích thước các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử còn có hiệu ứng không gian. 2.3.1.1.1. Hiệu ứng electron Sự dịch chuyển mật độ electron bởi ảnh hưởng tương hỗ của các nguyên tử trong phân tử được phân thành hiệu ứng cảm ứng, hiệu ứng liên hợp, hiệu ứng siêu liên hợp - Hiệu ứng cảm ứng (Kí hiệu: I) sự phân cực các liên kết σ lan truyền theo mạch cacbon do sự khác nhau về độ âm điện liên kết được gọi là sự phân cực cảm ứng. Hiệu ứng cảm ứng âm ( kí hiệu –I) Hiệu ứng cảm ứng dương ( kí hiệu+I) - Phổ biến ở nhóm không no, các nhóm mang điện tích dương, các nhóm mang độ âm điện lớn, gây hiệu ứng cảm ứng bằng cách hút electron. - Xét phân tử CH3 CH2 CH2 Cl Hiệu ứng cảm ứng âm có độ mạnh tăng theo độ âm điện của nguyên tử hay nhóm nguyên tử gây nên hiệu ứng đó. –F > - OR > - NR2 > CR3 ; - NO2 > - CN > - CHO > - COR -F > - Cl > - Br > -I; – F > -OH > NH2 Độ âm điện của cacbon lai hóa sp lớn hơn cacbon lai hóa sp2, sp3 : - C CR > - CR=CR2 > - CR2- CR3 - C CH > - C6H5 > -CH = CH2 - Phổ biến ở nhón ankyl và nhóm mang điện tích âm, gây hiệu ứng cảm ứng bằng cách đẩy electron. - Gốc càng dài, càng phân nhánh thì +I càng lớn. (CH3)3C- > (CH3)2CH2 –CH2- > -CH2CH3 > -CH3 > -H Các nhóm có nguyên tử mang điện tích âm như oxit, sunfua... cho electron, nhóm có độ âm điện nhỏ hơn là nhóm có hiệu ứng +I lớn hơn, Hiệu ứng cảm ứng có đặc điểm là giảm nhanh khi mạch cacbon truyền hiệu ứng đó kéo dài. + I tăng dần : (CH3)3C- > (CH3)2CH2- CH2- > CH3(CH2)2CH2- - Hiệu ứng liên hợp ( Kí hiệu: C) Đặc trưng với hệ liên hợp π – π (liên kết đôi, liên kết ba xen kẽ các liên kết σ hoặc nguyên tử còn cặp electron không phân chia liên kết với liên kết đôi hoặc liên kết ba). Hiệu ứng liên hợp âm (-C) Hiệu ứng liên hợp dương ( +C) Nếu có nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử hút electron về phía nó (do độ âm điện lớn) các liên kết π trong hệ đó sẽ phân cực theo chiều nhất định (được biểu thị bằng mũi tên cong) gọi là hiệu ứng liên hợp âm (-C ) Z nhóm –C : NO2, -CHO, -COOH, Hiệu ứng –C giảm dần : -NO2 > -CN > -CHO > -COR > -COOH >-CONH2, Trong hệ liên hợp n – π nguyên tử hay nhóm nguyên tử chứa cặp electron n luôn đẩy cặp electron đó về phía liên kết π của hệ liên hợp. Ta nói rằng nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử đó đã gây ra hiệu ứng liên hợp dương (+C) X : nhóm +C : -Cl, -F, - OH, -NH2 Hiệu ứng +C giảm dần : -F > -Cl >- Br >- I > -OH > -NH2 Hiệu ứng liên hợp giảm chậm khi mạch liên hợp được kéo dài. Lưu ý : Có những phân tử tồn tại cả hiệu ứng cảm ứng lẫn hiệu ứng liên hợp. Ví dụ: CH2=CH X ( X: halogen, nhóm gây hiệu ứng –I) . (X : halogen,.. nhóm gây hiệu ứng + C ) Một số nhóm có hiệu ứng C với dấu không cố định như vinyl, fenyl Kết quả tác động tổng hợp của hai hiệu ứng và liên hợp của một số nhóm thế cụ thể Nhóm thế Hiệu ứng cảm ứng Hiệu ứng liên hợp Tác động tổng hợp Nhóm ankyl R +I - -O- +I +C Cho electron -NH2, -NHR, -NR2 -I +C -OH, -OR -I +C -NH3+, -NR3+ -I - Halogen -I +C Nhận electron =C=O -I -C -COOH, -COOR -I -C -NO2, -I -C -C≡N -I -C -SO3H -I -C Hiệu ứng siêu liên hợp ( H ) Khi ở vị trí α đối với nguyên tử cacbon không no có các liên kết Cα-H thì xuất hiện sự liên hợp giữa Cα-H với C=C. Hiệu ứng siêu liên hơp âm ( – H) Hiệu ứng siêu liên hợp dương (+H) Hiệu ứng siêu liên hợp âm (-H) của các liên kết s C- F hút electron của liên kết đôi. Hiệu ứng –H của nhóm –CF3 khác với hiệu ứng –I của nó. Là hiệu ứng đẩy e của các gốc ankyl à hiệu ứng siêu liên hợp dương (+H) - Hiệu ứng siêu liên hợp dương (+H) của các liên kết s C – H đẩy electron về phía nối đôi, theo chiều của hiệu ứng +I, nhưng có quy luật ngược nhau: - Bậc của ankyl càng cao thì hiệu ứng H càng giảm ( ngược lại với hiệu ứng +I) Hiệu ứng +H sẽ yếu đi khi giảm số liên kết Cα- H -CH3 > - CH2 – CH3 > -CH(CH3)2 > C(CH3)3 2.3.1.1.2.Hiệu ứng không gian Hiệu ứng không gian là loại hiệu ứng do kích thước của nhóm nguyên tử gây nên, kí hiệu là S : Là hiệu ứng của những nhóm thế có kích thước tương đối lớn, chiếm những khoảng không gian đáng kể và do đó cản trở (hay hạn chế) không cho một nhóm chức nào đó của phân tử tương tác với tác nhân phản ứng - Hiệu ứng ortho Các nhóm thế ở vị trí ortho trong vòng benzen thường xảy ra những ảnh hưởng “bất ngờ” đến tính chất vật lý cũng như tính chất hóa học của phân tử (tính axit, tính bazo) - Các hiệu ứng ( cấu trúc phân tử ) có ảnh hưởng lớn đến tính chất của hợp chất hữu cơ ( to sôi, tính axit- bazơ) 2.3.1.2. Liên kết hiđro Liên kết hiđro là tương tác tĩnh điện yếu giữa phần tử hiđro mang điện tích dương với phần tử mang điện tích âm (thường là cặp electron tự do của nguyên tố có độ âm điện lớn như (F, O, N, Cl , S..). biểu diễn bằng “” Ví dụ: Liên kết hiđro giữa 2 hay nhiều phân tử axit. Độ mạnh của liên kết hiđro phụ thuộc vào độ lớn của các trung tâm tích điện δ(+) của nguyên tử hiđro và δ (-) của phần mang điện tích âm (F, O, N, Cl , S..). Liên kết hiđro là một liên kết đặc biệt, ý nghĩa thực tế của nó rất đa dạng gây nên những tính chất vượt trội và lấn át các yếu tố khác. 2.3.2. Tổng quan về nhiệt độ sôi và tính axit – bazơ của các chất hữu cơ 2.3.2.1. Nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ 2.3.2.1.1 .Định nghĩa : Nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ là nhiệt độ mà tại đó áp suất bão hòa trên bề mặt chất lỏng bằng áp suất khí quyển. 2.3.2.1.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của chất hữu cơ - Khả năng tạo liên kết hiđro của hợp chất hữu cơ - Khối lượng mol phân tử của hợp chất hữu cơ. - Đặc điểm cấu trúc ( chướng ngại lập thể), độ phân cực của phân tử. 2.3.2.1.2.1. Ảnh hưởng của liên kết hiđro đến nhiệt độ sôi - Các chất có liên kết hiđro liên phân tử thường có t0 nóng chảy và t0 sôi cao hơn chất không có liên kết hiđro ( các phân tử ràng buộc nhau bằng liên kết hiđro gần như trở thành phần có khối lượng rất lớn) do phải thêm năng lượng để phá vỡ các liên kết hiđro. Liên kết hiđro càng bền thì t0 sôi và nóng chảy càng cao. Liên kết hiđro của các nhóm chức độ bền giảm dần: -COOH> -OH > - NH2. Ví dụ : Chất HCOOH C2H5OH C2H5NH2 CH3-O-CH3 C2H5F C3H8 KLPT 46 46 45 46 48 44 t0 sôi (t0C) +105,5 +78,3 +16,6 -24 -38 -42 - Số nhóm chức càng tăng thì liên kết hiđro càng bền, càng đa phương, đa chiều. Ví dụ: Chất CH3(CH2)2OH C2H4(OH)2 KLPT 60 62 (t0C) 97,2 197,2 + Hai hợp chất có cùng khối lượng hoặc khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có liên kết hiđro bền hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.( Liên kết hiđro của các phân tử axit mạnh hơn của ancol. Chất CH3CH2CH2OH CH3COOH KLPT 60 60 t0 sôi (t0C) 97,2 118 Ví dụ 2.3.2.1.2.2 .Khối lượng phân tử ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi - Trong cùng dãy đồng đẳng t0s của các chất tỉ lệ với khối lượng phân tử. Chất CH3OH CH3CH2OH CH3CH2CH2OH KLPT 32 46 60 t0 sôi (t0C) 64,7 78,3 97,2 2.3.2.1.2.3. Đặc điểm cấu trúc ( chướng ngại lập thể), độ phân cực ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi Khi KLPT xấp xỉ nhau thì dựa vào độ phân cực phân tử và một số đặc điểm cấu trúc sau đây: Đồng phân nào có độ phân nhánh càng cao thì nhiệt độ sôi càng thấp (vì làm tăng tính đối xứng cầu và giảm sự tiếp xúc giữa các phân tử). Chất CH3C(CH3)3 CH3CH2CH(CH3)2 CH3CH2CH2CH2CH3 t0 sôi 9 28 36 Đối với ancol: đồng phân tert<sec<iso<n-ancol. Ancol tert-butylic (t0s82,5) Ancol sec-butylic (t0s99) Ancol iso-butylic (t0s107,8) Ancol butylic (t0s117,6). t0s của xicloankan cao hơn ankan (có cùng số nguyên tử cacbon) Chất n - C5H12 xiclo – C5H12 n – C6H14 xiclo – C6H14 t0 sôi 36 50 69 81 * Các anken – 1 (nối đôi ở đầu mạch) có điểm sôi thấp hơn ankan, nhưng khi dịch chuyển nối đôi vào trong mạch thì điểm sôi tăng lên. Chất Propan Propen Butan Buten–1 cis–Buten–2 Penten–1 Penten –2 t0 s -42 -48 -0,5 -6 4 30 36 Các đồng phân trans – có t0s thấp hơn đồng phân cis – (vì đối xứng hơn nên độ phân cực kém hơn). Chất trans – Buten – 2 cis – Buten – 2 t0 sôi 0,9 3,7 - Các dẫn xuất halogen RHal có t0s tăng từ RF < RCl < RBr < RI (do sự tăng KLPT) Ví dụ: Chất CH3F CH3Cl CH3Br CH3I t0s(0C) –79 –24 –5 + 42 - Hiệu ứng – I của nhóm chức Y trong RY càng mạnh thì t0sôi của RY càng cao (do sự phân cực càng lớn) . Ví dụ: Chất C4H9Cl (92,5) C4H9CHO (86) C3H7NO2 (89) t0s(0C) 78 103 131 - Hợp chất có vòng benzen sôi ở nhiệt độ cao hơn ankan (cùng số cacbon) Ví dụ: : Chất Benzen n – Hexan t0s(0C) 80 69 - Dẫn xuất của Benzen có t0sôi tăng dần (do KLPT tăng và độ phân cực hoá tăng) Ví dụ: p–Xilen C6H4(CH3)2 có t0nc(+130C) cao hơn các đồng phân ortho (–250C) và meta(– 480C) do tính đối xứng phân tử của đồng phân para– > ortho– > meta– - Đối với các hợp chất thơm có chứa nhóm chức -OH , -COOH , .. + Nhóm thế loại 1 ( chỉ chứa các liên kết xich ma như : -CH3 , -C2H5 ..) có tác dụng đẩy electron vào nhân thơm (hiệu ứng +I, +H) làm liên kết H trong chức mạnh hơn nên nhiệt độ sôi cao hơn. + Nhóm thế loại 2 (chưa liên kết pi như -NO2 , -C2H4 ...) (hiệu ứng -I, -C)có tác dụng hút e của nhân thơm làm liên kết H trong chức kém bền đi nên làm giảm nhiệt độ sôi. + Những dẫn xuất ortho– 2 lần thế có khả năng tạo liên kết hidro nội phân tử có t0 sôi thấp hơn đồng phân para– một cách rõ rệt. Ví dụ: t0nc của o– C6H4(NO2)OH = 440C và của p– C6H4(NO2)OH = 1140C Ví dụ: C6H5Y Y H CH3 C2H5 Cl CHO COOH OH t0s(0C) 80 110 136 132 179 249 181 * Xét với các hợp chất có nhóm chức khác nhau Nhiệt độ sôi của ancol , Andehit , Axit , xeton , Este, amin tương ứng về cơ bản theo thứ tự giảm dần sau Axit > Ancol > Amin> (Andehit, Xeton, Dẫn xuất halogen và Este) > Hiđrocacbon ( Xeton > Andehit). Lưu ý: Nhiệt độ sôi ancol có 4 nguyên tử C > (H2O) = 1000C > ancol có 3 nguyên tử C. Phenol > ancol có 7 C trở xuống và axit có 4C trở lên. 2.3.2.2. Tính axit –bazơ của hợp chất hữu cơ 2.3.2.2.1. Định nghĩa axit – bazơ: - Axit là chất cho proton hay chất nhận electron. - Bazơ là chất nhận proton hay chất cho electron. Nhóm – C – – H 2.3.2.2.2.Tính chất axit : Mọi yếu tố làm tăng khả năng phân ly của liên kết O – H và làm tăng độ bền của anion sinh ra đều làm tăng tính axit, tức là làm tăng Ka hay làm giảm pKa (pKa = – lg Ka ) và ngược lại. Hay nói cách khác trong bất kì trường hợp nào, nếu có nhóm thế hút e như Cl, Br, NO2 ( có hiệu ứng-I,-C,-H )sẽ làm cho tính axit tăng. Ngược lại, nếu có nhóm thế đẩy e như gốc ankyl ( có hiệu ứng ,+I,+C) sẽ làm cho tính axit giảm. - Gốc ankyl càng lớn hoặc cùng gốc R mà R càng phân nhánh thì tính axit càng giảm ( hiệu ứng +I tăng ) tính axit giảm. HCOOH > CH3COOH > C2H5COOH > CH3CH2CH2COOH > CH3CH(CH3)COOH - Có hiệu ứng liên hợp p - p nên làm giảm mật độ e ở nguyên tử oxi trong nhóm OH ® liên kết O – H bị phân cực mạnh. - Gốc R có chứa các nhóm hút điện tử (halogen) thì tính axit biến đổi theo quy luật sau: + Cùng 1 nguyên tử halogen, càng xa nhóm chức thì tính axit càng giảm ( hiệu ứng –I giảm dần). Ví dụ: CH3CH(Cl)COOH > ClCH2CH2COOH > CH3CH2COOH + Cùng 1 vị trí của nguyên tử thì khi liên kết với các halogen khác nhau tính axit giảm dần theo trật tự: F > Cl > Br > I (hiệu ứng –I giảm dần). Ví dụ :Tính axit giảm dần : FCH2COOH > ClCH2COOH > BrCH2COOH - Tính axit của axit không no và axit thơm lớn hơn axit no tương ứng vì độ âm điện của (Csp>Csp2>Csp3), nhất là axit β, γ do vị trí này chỉ có –I, không +C (vị trí α vừa –I và +C). STT Axit Pka 1 CH3-CH2-COOH 4,87 2 CH2=CH-COOH 4,26 3 1,84 ( -I, +C, +H) ( -I) -.Giữa 2 đồng phân cis và trans của axit α –không no, đồng phân cis có tính axit mạnh hơn (do hiệu ứng không gian làm giảm ảnh hưởng +C của nối đôi.). STT Cis- CH3-CH=CH-COOH Trans - CH3-CH=CH-COOH Pka 4,38 4,68 Tính axit > > - Đối với axit đicacboxylic no bao giờ tính axit cũng lớn hơn ở axit monocacboxylic tương ứng, vì 2 nhóm cacboxyl gây ảnh hưởng hiệu ứng (–I) lẫn nhau. Hai nhóm đó càng xa nhau ảnh hưởng đó càng yếu, do đó lực axit càng giảm. Ví dụ: Tính axit của các axit HOOC-COOH >HOOC-(CH2 )4COOH > CH3COOH - Đối với axit thơm: Với dẫn xuất của axit Benzoic X-C6H4-COOH, thì tùy thuộc vào bản chất X và vị trí của X mà tính axit có thể tăng hay giảm. Quy luật: Dù X đẩy e hay hút e nhưng X ở vị trí octo thì luôn làm tăng tính axit (đồng phân octo luôn có tính axit lớn hơn axit Benzoic và lớn hơn các đồng phân còn lại), do hiệu ứng octo ( tổng hợp của nhiều yếu tố như –I, hiệu ứng không gian, liên kết Hidro nội phân tử.....). C6H5-COOH có Pka = 4,18 và bảng sau đây: STT X p m o 1 NO2 3,43 3,49 2,17 2 F 4,14 3,87 3,27 3 OH 4,54 4,08 2,98 4 CH3 4,37 (Hiệu ứng +I,+H) 4.27 Hiệu ứng(+I) 3,91 Hiệu ứng octo - Mở rộng ra nếu các chất hữu cơ không cùng nhóm chức ngoài ra còn có axit vô cơ (axit mạnh) + Tính axit giảm dần theo thứ tự : Axit vô cơ > axit hữu cơ > CO2 > Phenol > H2O > Ancol 2.3.2.2.2. Tính chất bazơ: Nguyên nhân tính bazơ của các amin là do cặp e tự do của nguyên tử Nitơ có thể nhường cho axit. Vì thế mọi yếu tố làm tăng khả năng nhường e của nitơ và làm bền cation RNH3+ sinh ra đều làm tăng tính bazơ của amin, tức là làm tăng Kb hoặc giảm pKb. Và ngược lại - Trong phân tử nếu có chứa nhóm đẩy e ( +I) sẽ làm tăng tính bazơ, ngược lại nhóm hút e ( -I ) sẽ làm giảm tính bazơ của hợp chất. Ví dụ: Tính bazơ giảm dần theo chiều: CH3– CH2 -NH2 > CH3 -NH2 > NH3 > C6H5 -NH2 > C6H5 – NH- C6H5 - Với amin no, trong dung dịch nước, tính bazơ của amin bậc 3 bậc 1 + Sự hơn kém tính bazơ của amin bậc 1 và bậc 3 tùy thuộc gốc hidrocacbon (CH3)2NH > CH3NH2> (CH3)3N (C2H5)2NH > (C2H5)3N > C2H5NH2 pKa: 10,77 10,63 9,8 pKb: 3,23 3,38 4,20 3,07 3,13 3,33 + Trong dung môi không phân cực (benzen, hexan): bậc 3> bậc 2 > bậc 1 + Với amin không no, tính bazơ của amin bậc 1 > bậc 2 > bậc 3 Amin no bậc 2, dạng vòng có tính bazơ > dạng mạch hở. - Tính bazơ của amin dị vòng no lớn hơn amin dị vòng thơm. Ví dụ: Tính bazơ giảm dần theo chiều: > > sp3 sp2 - Với amin thơm mà nguyên tử N tham gia trực tiếp vào vòng thì tùy từng trường hợp mà tính bazơ còn hay mất. Piridin pirol imidazol (còn tính bazơ) tính bazơ rất yếu do cặp e tự do tham gia hệ liên hợp Amin thơm có bậc càng cao thì tính bazơ càng giảm (do cặp e cuả N đã tham gia liên hợp với vòng benzen hay hiệu ứng –C tăng), amin thơm có nhóm thế ở vị trí ortho làm giảm tính bazơ. - Càng nhiều nhóm có hiệu ứng (+I) ở nguyên tử nitơ thì tính bazơ của amin càng tăng. Ngược lại càng nhiều nhóm có hiệu ứng (- C) ở nguyên tử nitơ thì tính bazơ của amin càng giảm. Ví dụ : (CH3)2NH > CH3NH2 > NH3 > C6H5NH2 > (C6H5)2NH pKb (3,23) (3,38) (4,75) (9,42) (13,1) 2.3.3. Bài tập vận dụng có hướng dẫn giải: 2.3.3.1.Bài tập cơ bản Bài 1. (B/2008) Dãy gồm các chất có nhiệt độ sôi tăng dần. A. CH3CHO, C2H5OH, C2H6, CH3COOH B. C2H6, CH3CHO, C2H5OH, CH3COOH B. C2H6, C2H5OH, CH3COOH, C2H5OH D. C2H5OH, CH3COOH, C2H6, CH3CHO Hướng dẫn Nhiệt độ sôi sắp xếp theo thứ tự: Axit > Ancol > Amin> (Andehit, Xeton, Dẫn xuất halogen và Este)
Tài liệu đính kèm:
- skkn_xay_dung_tai_lieu_tu_hoc_phan_nhiet_do_soi_va_tinh_axit.doc
- bìa mục lục SKKN Hà.doc