Hợp chất hữu cơ là gì? Đặc điểm và phân loại hợp chất hữu cơ là gì?

Hợp chất hữu cơ có xung quanh ta, trong cơ thể sinh vật, con người, hầu hết các loại thực phẩm, lương thực và trong đồ dùng thường ngày. Từ thời cổ đại, con người cần sử dụng hợp chất này để phục vụ đời sống. Hợp chất hữu cơ là gì? Tìm hiểu thêm về khái niệm của hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ qua bài viết dưới đây nhé.

Hợp chất hữu cơ là gì?

Hợp chất hữu cơ là các hợp chất hóa học mà trong phân tử có sự hiện diện của nguyên tử cacbon trừ cacbua, cacbon oxit, xyanua, cacbonat. Ví dụ như đường cồn, khí metan, khí gas, xăng,…

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2, H2CO3 và muối cacbonat, cacbua kim loại như CaC2…)

Khi đốt các hợp chất hữu cơ đều thấy tạo ra CO2

Hợp chất hữu cơ có những loại nào?

Các hợp chất hữu cơ liên quan đến quá trình sinh học tạo nên và được chia thành 2 loại là hidrocacbon và dẫn xuất của hidrocacbon. 

Hidrocacbon: phân tử gồm 2 nguyên tố C (cacbon) và H(hidro)

Ví dụ: CH4 (metan), C2H4 (etilen), C6H6 (benzene),…

Dẫn xuất Hidrocacbon: các nguyên tố khác như clo, nito, oxi,… ngoài cacbon và hidro

Ví dụ: C2H5OH (cồn), C12H22O11 (đường), CH3COOH (giấm ăn)…

Ngoài ra còn phân loại theo mạch cacbon gồm: Hợp chất hữu cơ mạch vòng và hợp chất hữu cơ mạch không vòng. Được chia chi tiết hơn ở mỗi loại.

Đặc điểm chung của hợp chất hữu cơ

Đặc điểm cấu tạo:

Nguyên tố bắt buộc trong hợp chất hữu cơ là cacbon

Liên kết hóa học chủ yếu trong chất hữu cơ là liên kết cộng hóa trị

Tính chất vật lí:

Hợp chất hữu cơ có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (dễ bị bay hơi)

Phần lớn hợp chất hữu cơ không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ

Tính chất hóa học:

Hợp chất hữu cơ khá dễ cháy và kém bền với nhiệt

Phản ứng hóa học của hợp chất hữu cơ thường xảy ra khá chậm và theo chiều hướng khác nhau trong cùng điều kiện nên tạo ra hỗn hợp sản phẩm.

Đặc điểm cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ

Cấu tạo hợp chất hữu cơ là công thức biểu diễn các liên kết giữa nguyên tử trong phân tử. Khi nhìn vào công thức cấu tạo phân tử của hợp chất hữu cơ, ta có thể biết được có bao nhiêu nguyên tử liên kết, số hóa trị và trật tự liên kết giữa các nguyên tử.

Mạch cacbon

Nguyên tử cacbon trong phân tử hợp chất hữu cơ có thể liên kết trực tiếp với nhau tạo thành mạch cacbon. Có 3 mạch cacbon: mạch nhánh, mạch thẳng và mạch vòng

Hóa trị và liên kết giữa các nguyên tử

Trong các hợp chất hữu cơ, cacbon có hóa trị IV, hiđro có hóa trị I, oxi có hóa trị II (mỗi hóa trị được biểu diễn bằng một gạch nối giữa 2 nguyên tử liên kết)

Các nguyên tử liên kết lại với nhau theo đúng hóa trị của chúng. Mỗi liên kết sẽ được biểu diễn bằng một gạch nối giữa 2 nguyên tử.

Trật tự liên kết các nguyên tử trong phân tử

Mỗi hợp chất hữu cơ có một trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử. Thí dụ, công thức phân tử C2H6O có 2 chất: Rượu etylic (chất lỏng) và Đimetyl ete (chất khí)

Có thể thấy: Hai chất trên có sự khác nhau về trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử. Đây là nguyên nhân làm cho rượu etylic có tính chất riêng biệt với đimetyl ete

Phân loại hợp chất hữu cơ

Có nhiều cách để phân loại hợp chất hữu cơ, tuy vậy, người ta hay phân loại hợp chất hữu cơ theo thành phần các nguyên tố tạo chất hữu cơ. Cụ thể như sau:

• Hidrocacbon: phân tử chứa nguyên tử hidro và cacbon
• Hidrocacbon no: Chỉ có liên kết đơn
• Hidrocacbon không no: Chứa liên kết bội
• Hidrocacbon thơm: Chứa vòng benzen
• Dẫn xuất của hidrocacbon

Phân tử của nguyên tử nguyên tố khác thay thế nguyên tử hidro của hidrocacbon (dẫn xuất halogen, phenol, ancol, andehit, este, hợp chất tạp chất chức,…)

Ngoài ra, người ta còn phân loại hợp chất hữu cơ theo mạch cacbon:

• Hợp chất hữu cơ mạch không vòng
• Hợp chất hữu cơ mạch vòng

Công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ

Công thức biểu diễn đầy đủ liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là công thức cấu tạo. Ví dụ: Metan viết gọn là CH4. Rượu Etylic viết gọn là: CH3 – CH2 – OH.

Như vậy, công thức cấu tạo cho biết thành phần của phân tử và trật tự liên kết giữa nguyên tử trong phân tử. 

Nếu thay đổi trật tự liên kết giữa nguyên tử trong phân tử sẽ tạo ra chất mới. Ví dụ, cùng công thức phân tử là C2H6O nhưng có 2 chất khác nhau là rượu etylic (chất lỏng) và đimetyl ete (chất khí)

Ứng dụng của hợp chất hữu cơ trong đời sống

a) Khí (C1-C4)

Sản phẩm là quá trình chưng cất <80 độ C

Được hóa lỏng cho vào bình gas hoặc đường dẫn khí để đun nấu hoặc sưởi ấm

Cung cấp nhiệt độ cho hệ thống sưởi ấm và nhà máy

b) Xăng

Sản phẩm chưng cất dầu mỏ 40 – 80 độ C

Đây là một trong những nguyên liệu quan trong cho các phương tiện giao thông

c) Dầu hỏa và dầu điêzen

Là nguyên liệu cho phương tiện giao thông được tinh chế qua quá trình chưng cất áp suất cao

Dầu hỏa (C10 – C16)

Là sản phẩm tinh chế có được qua quá trình chưng cất ở nhiệt độ 180 – 220 độ 

Được điều chế từ dầu mỏ để thắp sáng, làm nguyên liệu cho động cơ phản lực

Diezen (C16 – C21)

Được chưng cất ở nhiệt độ 2160 – 300 độ C

Nhiên liệu cho động cơ đốt trong cần công suất lớn như tàu hỏa, xe tải,…

d) Dầu nhờn và nhựa đường

Dầu nhờn: dùng để bôi trơn các động cơ, máy móc công nghiệp là sản phẩm mazut khi chưng cất ở áp suất cao

Nhựa đường: là một trong các ứng dụng quan trọng của mazut dầu mỏ, sản phẩm chưng cất ở áp suất thấp.

e) Nguyên liệu trong công nghiệp:

Anken được tạo ra từ quá trình chưng cất dầu mỏ để làm nguyên liệu chế biến cao su và nhựa.

Đây là nguyên liệu quan trọng để sản xuất các loại phân bón đạm và chất hữu cơ

f) Ứng dụng khác

• Làm dung môi cho hợp chất hữu cơ
• Ứng dụng trong mỹ phẩm và y học
• Ankan rắn (parafin) dùng làm nến

Bài viết trên đây đã cung cấp các thông tin về hợp chất hữu cơ, khái niệm hợp chất hữu cơ và công thức của hợp chất hữu cơ. Hy vọng, những thông tin này giúp bạn có thêm nhiều kiến thức về hợp chất này để ứng dụng trong cuộc sống và học tập.