Title Bài 19. Dẫn xuất halogen - GV.docx ✅

I. KHÁI NIỆM, DANH PHÁP 1. Khái niệm: - Khi thay thế nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon bằng nguyên tử halogen, được dẫn xuất halogen của hydrocarbon. 2. Danh pháp: a) Danh pháp thay thế: - Tên theo danh pháp thay thế của dẫn xuất halogen - Halogeno: Đuôi “-ine” trong tên halogen được đổi thành đuôi “-o”.  Chú ý: + Nếu halogen chỉ có một vị trí duy nhất thì không cần số chỉ vị trí halogen. + Mạch carbon được ưu tiên đánh số từ phía gần nhóm thế hơn (từ nguyên tử halogen hoặc từ nhánh alkyl). + Nếu có liên kết bội thì ưu tiên đánh số từ phía gần liên kết bội. + Nếu có nhiều nguyên tử halogen thì cần thêm độ bội (di, tri, tetra,…) trước “halogeno”. b) Tên thông thường: - Một số dẫn xuất halogen thường gặp được gọi theo tên thông thường như chloroform (CHCl 3 ), brommoform (CHBr 3 ), iodoform (CHI 3 ), CCl 4 (carbon tetra chloride).  Chú ý: - Một số dẫn xuất halogen đơn giản được gọi tên theo danh pháp gốc – chức:
Tên gốc hydrocarbon + halide Ví dụ: CH 3 CH 2 -Cl: ethyl chloride CH 2 =CH-Cl: vinyl chloride I : phenyl iodide CH2Br : benzyl bromide Ví dụ 1. Liệt kê những chất thuộc loại dẫn xuất halogen: (1) CH 3 –CH 2 –CH 3 (2) CH 2 =CH – I (3) 32 | 3 CHCHCHCl CH  (4) (5) (6) Đáp án: 2, 3, 4, 6. Ví dụ 2. Viết các đồng phân cấu tạo của dẫn xuất halogen có công thức phân tử C 3 H 7 Cl, C 4 H 9 Cl và gọi tên theo danh pháp thay thế. Đáp án: C 3 H 7 Cl C 4 H 9 Cl CH 3 – CH 2 – CH 2 Cl: 1 – chloropropane CH 3 – CHCl – CH 3 : 2 – chloropropane CH 3  – CH 2  – CH 2  – CH 2  – Cl: 1 – chlorobutane. CH 3  – CHCl – CH 2  – CH 3 : 2 – chlorobutane. : 2 – chloro – 2 – methylpropane. : 1 – chloro – 2 – methylpropane. Ví dụ 3. Gọi tên theo danh pháp thay thế các dẫn xuất halogen sau đây: Đáp án: a) bromoethane; b) 2 – iodopropane; c) chloroethene. d) fluorobenzene. Ví dụ 4. Viết công thức cấu tạo các dẫn xuất halogen có tên gọi sau đây: a) iodoethane. b) trichloromethane. c) 2-bromopentane. d) 2-chloro-3-methylbutane. Đáp án: a) CH 3  – CH 2  – I. b) c) CH 3  – CHBr – CH 2  – CH 2  – CH 3 . d)
II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO - Trong phân tử dẫn xuất halogen, liên kết C-X phân cực về phía nguyên tử halogen, nguyên tử carbon mang một phần điện tích dương và nguyên tử halogen mang một phần điện tích âm. Vì vậy, liên kết C-X dễ bị phân cắt trong các phản ứng hoá học. III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: cao hơn các hydrogen có phân tử khối tương đương vì phân tử của dẫn xuất halogen phân cực. - Trạng thái: + Khí đối với một số chất có phân tử khối nhỏ (CH 3 Cl, CH 3 F,…). + Lỏng hoặc rắn đối với các dẫn xuất có phân tử khối lớn hơn. - Tính tan: hầu như không tan trong nước, tan tốt trong các dung môi hữu cơ như hydrocarbon, ether,… Ví dụ 1. Cho biết năng lượng liên kết giảm dần theo thứ tự từ fluorine đến iodine: Liên kết C-X C-F C-Cl C-Br C-I Năng lượng liên kết (kJ/mol) 486 327 285 214 Từ giá trị năng lượng liên kết C-X ở trên, hãy so sánh khả năng phân cắt liên kết C-X của các dẫn xuất halogen. Đáp án: Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để phá vỡ một liên kết hóa học. Năng lượng liên kết càng lớn, liên kết càng khó bị phân cắt. Ta có: E C – F  > E C – Cl  > E C – Br  > E C – I. Vậy khả năng phân li liên kết tăng dần theo thứ tự: C – F; C – Cl; C – Br; C – I. Ví dụ 2. Dựa vào Bảng 15.2, cho biết xu hướng biến đổi nhiệt độ sôi của các dẫn xuất halogen theo chiều tăng độ dài mạch carbon (cùng loại halogen) và theo chiều tăng nguyên tử khối của halogen từ F, Cl, Br, I (cùng gốc alkyl). Đáp án: Nhiệt độ sôi của các dẫn xuất halogen tăng theo chiều tăng độ dài mạch carbon (cùng loại halogen) và tăng theo chiều tăng nguyên tử khối của halogen từ F, Cl, Br, I (cùng gốc alkyl). Ví dụ 3. Cho các chất có công thức: CH 3 F, CH 3 Cl, CH 3 Br, CH 3 I và nhiệt độ sôi của chúng (không theo thứ tự) là 42°C, 4°C, -24°C, –78°C. Hãy dự đoán nhiệt độ sôi tương ứng với mỗi chất trên. Giải thích. Đáp án: Chất CH 3 F CH 3 Cl CH 3 Br CH 3 I t o sôi -78  o C -24  o C 4  o C 42  o C Với các dẫn xuất halogen cùng gốc alkyl nhiệt độ sôi tăng theo chiều tăng của nguyên tử khối halogen. Ví dụ 4. Cho các chất ethanol (C 2 H 5 OH) và dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) vào 2 ống nghiệm chứa dung dịch CuSO 4  loãng, lắc hỗn hợp và để yên như hình bên. Cho biết ống nghiệm nào chứa dichloromethane.
Đáp án: Ống nghiệm (2) chứa dichloromethane, do dichloromethane hầu như không tan trong nước nên dung dịch bị phân lớp. Ví dụ 5. Dẫn xuất halogen nào sau đây tồn tại ở thể khí ở nhiệt độ thường (25 °C)? А. CH 3 –CH 2 –I. B. CH 3 –CH 2 –Br. C. CH 3 –CH 2 –CH 2 –Cl. D. CH 3 –F. IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC - Liên kết C-X phân cực về phía nguyên tử halogen nên phản ứng đặc trưng của dẫn xuất halogen là phản ứng thế nguyên tử halogen. Ngoài ra, dẫn xuất halogen còn tham gia phản ứng tách HX. 1. Phản ứng thế nguyên tử halogen: - Các dẫn xuất halogen có thể tham gia phản ứng với dung dịch kiềm tạo alcohol (nguyên tử halogen bị thay thế bởi nhóm OH - ): R-X + OH –  R-OH + X – (alcohol) (Trong đó: X là Cl, Br, I và X liên kết với nguyên tử carbon no) Ví dụ: o 322 t 322CHCHCHCl NaOHOHNCHCHCHaCl 2. Phản ứng tách hydrogen halide: - Dẫn xuất monohalogen của alkane có thể bị tách hydrogen halide tạo thành alkene theo sơ đồ sau: C H C X NaOH, C2H5OH, to CC+ HX - Điều kiện phản ứng: đun nóng với base mạnh như NaOH, RONa trong dung môi alcohol. Ví dụ: o 25NaOH/CHOH,t 3222CHCHBrCHCHHBr  Quy tắc tách Zaitsev (Zai-xép): - Trong phản ứng tách hydrogen halide, nguyên tử halogen bị tách ưu tiên cùng với nguyên tử hydrogen ở carbon bên cạnh có bậc cao hơn. Ví dụ 1. Nghiên cứu phản ứng thuỷ phân bromoethane. Phản ứng thuỷ phân bromoethane được thực hiện như sau: - Cho khoảng 1 mL C 2 H 5 Br vào ống nghiệm (1), thêm khoảng 3 mL nước cất rồi lắc đều. Để hỗn hợp tách thành hai lớp, lấy phần trên của hỗn hợp nhỏ vào ống nghiệm có chứa sẵn 1 mL dung dịch AgNO 3 . Nếu thấy có kết tủa cần lặp lại đến khi không còn kết tủa (nước rửa không còn ion halogen). - Thêm 2 mL dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm (1). - Lắc nhẹ ống nghiệm rồi ngâm vào cốc nước nóng khoảng 5 phút, thỉnh thoảng lắc đều ống nghiệm, đề nguội rồi lấy khoảng 1 mL chất lỏng ở phần trên ống nghiệm (1) và chuyển sang ống nghiệm (2).