Hợp chất carbonyl là gì? Công thức cấu tạo, đồng đẳng, tính chất, điều chế, bài tập vận dụng

Hợp chất carbonyl là một phần kiến thức quan trọng trong chương trình Hóa học 11. Bài viết dưới đây sẽ giúp cung cấp cho các em đầy đủ kiến thức về Hợp chất carbonyl.

1. Hợp chất carbonyl là gì?

- Hợp chất carbonyl là các hợp chất chứa nhóm carbonyl  trong phân tử.

- Aldehyde là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm –CHO liên kết trực tiếp với nguyên tử C (của gốc hydrocarbon hoặc nhóm –CHO) hoặc nguyên tử H.

- Ketone là hợp chất hữu cơ có nhóm carbonyl liên kết với 2 gốc hydrocarbon.

2. Cấu tạo, cách gọi tên và đồng đẳng của hợp chất carbonyl

2.1 Cấu tạo của hợp chất carbonyl

Đặc điểm cấu tạo nổi bật ở các hợp chất carbonyl là chúng có liên kết đôi C=0 phân cực về hướng của nguyên tử oxygen:

2.2 Cách gọi tên của các Carbonyl

a) Aldehyde

- Tên theo danh pháp thay thế của aldehyde đơn chức mạch hở:

Tên hydrocarbon tương ứng (bỏ kí tự e ở cuối) + al

- Đánh số các nguyên tử carbon ở mạch chính bắt đầu ở nguyên tử carbon của nhóm - CHO.

b) Ketone

- Tên theo danh pháp thay thế của ketone đơn chức mạch hở

Tên hydrocarbon tương ứng (bỏ kí tự e ở cuối) - Số chỉ vị trí nhóm carbonyl-one

- Đánh số các nguyên tử carbon ở mạch chính bắt đầu từ nguyen tử carbon gần nhóm >C=O nhất.

2.3 Đồng đẳng

- Dãy đồng đẳng của những aldehyde no, đơn chức và mạch hở có công thức chung như sau: CnH2n+ CHO (với n ≥ 1).

- Ketone là hợp chất hữu cơ mà trong đó có chứa nhóm carbonyl liên kết với 2 gốc hydrocarbon.

3. Tính chất vật lý của hợp chất carbonyl

- Aldehyde, ketone có nhiệt độ sôi thấp hơn so với alcohol tương ứng.

- Các hợp chất carbonyl có nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với hydrocarbon có phân tử khối tương đương.

- Aldehyde, ketone thường có mùi đặc trưng.

4. Tính chất hoá học của hợp chất carbonyl

- Nhóm carbonyl quyết định tính chất hóa học đặc trưng của aldehyde, ketone.

4.1 Phản ứng khử aldehyde, ketone

- Với chất khử là LiAlH4 hoặc NaBH4 thì

+ Aldehyde bị khử tạo thành alcohol bậc 1

+ Ketone bị khử tạo thành alcohol bậc 2

4.2 Phản ứng oxi hóa aldehyde

- Khi tác dụng với nước bromine, aldehyde bị oxi hóa tạo thành acid. 

- Phản ứng với thuốc thử Tollens (phản ứng tráng bạc) và Cu(OH)2/OH-

=>Phản ứng đặc trưng của aldehyde.

- Ketone không tham gia các phản ứng trên.

4.3 Phản ứng cộng và phản ứng tạo iodoform

- Phản ứng cộng hydrogen cyanide: tạo sản phẩm cyanohydrin (hydroxynitrile)

CH3-CH=O + H-C≡C → CH3-CH(OH)-CN

CH3-CO-CH3 + H-C≡C → (CH3)2C(OH)-CN

- Phản ứng tạp iodoform: Các aldehyde, ketone có nhóm methyl cạnh nhóm carbonyl (CH3CO-) tham gia được phản ứng iodoform.

CH3-CH=O + I2 + 4NaOH → CHI3 +H-COONa + 3NaI + 3H2O

CH3-CO-CH3 + 3I2 + 4NaOH → CHI3 + CH3COONa + 3NaI + 3H2O

5. Điều chế hợp chất carbonyl

a) Acetaldehyde: được điều chế từ C2H4.

b) Acetone: được điều chế từ cumene.

6. Ứng dụng của hợp chất carbonyl

- Ứng dụng trong công nghiệp dệt, nhựa, chất dẻo, xây dựng, mỹ phẩm, keo dán, thuốc nổ, giấy than,…Ngoài ra còn được sử dụng trong nông nghiệp và thủy sản.

- Dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ như sản xuất acetic acid, acetic anhydride, butanol,…

- Ngoài nó còn là dung môi nhân tạo, thuốc súng không khói, nguyên liệu để tổng hợp hữu cơ,…

- Được dùng để sản xuất phẩm nhuộm và nhiều hóa chất khác nhau.

7. Thực hành trắc nghiệm Hợp chất Carbonyl