Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Danh phap hoa lap the hidrocacbon vong no
1. 0
Đ tài: “Xây d ng H th ng bài t p Danh pháp và Hóa l p th c a hidrocacbon
vòng no dùng b i dư ng ñ i tuy n thi h c sinh gi i Qu c gia, môn Hóa h c”.
A. M Đ U
I. Đ T V N Đ
I.1. Th c tr ng c a v n ñ
Hi n nay n i dung thi h c sinh gi i (HSG) c p Qu c gia ph n Hóa h u cơ r t
phong phú và ph c t p, tài li u gi ng d y và h c t p các chuyên ñ chuyên sâu Hóa
H u cơ cũng không nhi u d n ñ n giáo viên và h c sinh r t khó khăn và m t nhi u
th i gian trong vi c b i dư ng cũng như t h c. Đ ñ t k t qu cao trong kỳ thi
HSG c p Qu c gia, ñòi h i các em ph i có kĩ năng gi i bài t p Hóa H u cơ, m t
trong nh ng m ng bài t p này là Danh pháp và Hóa l p th c a Hidrocacbon vòng
no. Đây là m ng ki n th c tr ng tâm, cũng là cơ s ñ nghiên c u nh ng n i dung
khác, như cơ ch ph n ng hóa h u cơ, h p ch t t nhiên, polime, …chính vì lý do
này, tôi ch n ñ tài “Xây d ng h th ng bài t p Danh pháp và Hóa l p th c a
Hidrocacbon vòng no dùng b i dư ng ñ i tuy n thi h c sinh gi i Qu c gia, môn
Hóa h c”.
I.2. Ý nghĩa và tác d ng c a gi i pháp
- Góp ph n nâng cao năng l c cho giáo viên d y b i dư ng HSG THPT, ñ c
bi t b i dư ng ñ i tuy n chu n b thi HSG c p Qu c gia môn Hóa h c.
- Giúp giáo viên và h c sinh rút ng n th i gian ôn t p, nâng cao năng l c t
h c cho h c sinh thông qua h th ng bài t p m ng ki n th c “Danh pháp và hóa
l p th c a Hidrocacbon vòng no”, t o cơ s ñ các em h c t p có hi u qu nh ng
ki n th c như: cơ ch ph n ng hóa h u cơ, h p ch t thiên nhiên, polime….
I.3. Ph m vi nghiên c u c a ñ tài
Nghiên c u, xây d ng m ng bài t p v Danh pháp và Hóa l p th c a
Hidrocacbon vòng no dùng b i dư ng ñ i tuy n thi h c sinh gi i Qu c gia, môn
Hóa h c.
II. PHƯƠNG PHÁP TI N HÀNH
II.1. Cơ s lý lu n và th c ti n
- Đ b i dư ng cho h c sinh ki n th c v Danh pháp và Hóa l p th c a
Hidrocacbon vòng no chu n b thi HSG c p Qu c gia, môn Hóa h c, tôi ñã nghiên
c u và xây d ng h th ng các bài t p v Danh pháp và Hóa l p th c a
Hidrocacbon vòng no t ñơn gi n ñ n ph c t p.
2. 1
- H th ng bài t p có hư ng d n gi i t o ñi u kiên cho GV giúp h c sinh ôn
t p, h th ng hóa ki n th c nhanh chóng và ñ nh hư ng, phát tri n năng l c t h c
c a h c sinh.
II.2. Bi n pháp ti n hành, th i gian t o ra gi i pháp
II.2.1. Các bi n pháp ti n hành
- Nghiên c u tài li u giáo khoa chuyên Hóa h c, l p 11, 12.
- Nghiên c u các ñ thi HSG Qu c Gia môn Hóa h c
- Xác ñ nh n i dung: “Xây d ng H th ng bài t p Danh pháp và Hóa l p th
c a hidrocacbon vòng no”
- Nghiên c u, d ch các tài li u liên quan ñ xây d ng n i dung ñã xác ñ nh.
II.2.2. Th i gian t o ra gi i pháp
Năm h c 2012-2013
B. N I DUNG
I. M C TIÊU
Xây d ng h th ng bài t p Danh pháp và Hóa l p th c a Hidrocacbon vòng
no dùng b i dư ng ñ i tuy n thi h c sinh gi i Qu c gia, môn Hóa h c.
II. MÔ T GI I PHÁP
II.1. Thuy t minh tính m i
II.1.1. Xây d ng h th ng bài t p g m 3 ph n
Ph n 1: Tóm t t cơ s lý thuy t
Ph n 2: Bài t p cơ b n
Ph n 3: Bài t p nâng cao và t ng h p
PH N 1: TÓM T T CƠ S LÝ THUY T
1.1. Khái ni m
1.1.1. Xicloankan
Xicloankan là hiñrocacbon no m ch vòng. Có hai lo i: Xicloankan có m t
vòng g i là monoxicloankan và xicloankan có nhi u vòng g i là polixicloankan.
Công th c chung: Monoxicloankan CnH2n (n ≥ 3); Polyxicloan CnH2n+2-2k (n ≥
4, k≥2, k s vòng).
1.1.2. Hóa l p th
* Đ ng phân hình h c
- Đ ng phân hình h c hay còn g i ñ ng phân cis-trans là m t ñ ng phân
không gian ñư c sinh ra do s phân b khác nhau c a các nguyên t ho c nhóm
nguyên t xung quanh m t b ph n “c ng nh c” như n i ñôi hay vòng no.
- Đi u ki n ñ có ñ ng phân hình h c:
3. 2
+ Đi u ki n c n: Phân t ph i có liên k t ñôi (m t liên k t ñôi ho c m t s l
liên k t ñôi liên ti p) ho c vòng no (thư ng là vòng nh ) trong phân t . Coi ñó là b
ph n c ng nh c c n tr s quay t do c a nguyên t (hay nhóm nguyên t ) b
ph n ñó.
+ Đi u ki n ñ : m i nguyên t C c a liên k t ñôi và ít nh t hai nguyên t C
c a vòng no ph i có hai nguyên t ho c nhóm nguyên t khác nhau.
- Nh ng d ng có hai nhóm th ñư c phân b cùng m t phía ñ i v i m t ph ng
c a n i ñôi ho c vòng no thì g i là cis, n u khác phía g i là trans.
Ví d : But-2-en có hai ñ ng phân hình h c:
ho c 1,2-dimetylxiclopropan có hai ñ ng phân hình h c
* Đ ng phân quang h c
- Đ ng phân quang h c là nh ng h p ch t có công th c c u t o ph ng gi ng
nhau nhưng khác nhau v c u trúc không gian do có nguyên t cacbon b t ñôi.
Cacbon b t ñ i là nguyên t cacbon liên k t v i các nhóm th khác nhau. Ví d :
Glixeraldehit có hai ñ ng phân quang h c
CHO
CH2OH
OHH
CHO
HO
H
CH2OH
CHO
CH2OH
HOH
CHO
H
HO
CH2OH
R-glixerandehit S-glixerandehit
* C u d ng
- C u d ng là nh ng d ng c u trúc không gian khác nhau sinh ra do s quay
xung quanh liên k t ñơn ho c xoay chuy n các nguyên t trong vòng (flipping of
rings).
- C u d ng có năng lư ng th p nh t g i là d ng xen k , c u d ng có năng
lư ng cao nh t g i là c u d ng che khu t.
- Thu t ng dùng ñ ch c u d ng có năng lư ng khác nhau g i là ñ ng phân
c u d ng (comforomer). Khi tăng nhi t ñ , c u d ng che khu t tăng theo. Ví d : v i
xiclohexan có các c u d ng sau:
4. 3
Theo gi n ñ năng lư ng trên, ta th y c u d ng gh b n hơn c u d ng thuy n,
vì nó có th năng th p nh t. Nguyên nhân d n ñ n s khác nhau v ñ b n gi a hai
d ng gh và thuy n là l c ñ y tương tác gi a các nguyên t hiñro c a vòng. d ng
gh t t c ñ u ñư c phân b theo hình th xen k . Trong khi ñó d ng thuy n ch
có 4 h th ng (C1-C2, C3-C4, C4-C5 và C6-C1) là phân b xen k , còn hai h th ng
còn l i C2-C3 và C5-C6) thì phân b che khu t. Hơn n a nguyên t H C1 và C4 ch
cách nhau 1,84
0
A nên nó có m t l c ñ y kho ng 3 kcal/mol. T ng c ng th năng
c a d ng thuy n l n hơn d ng gh 6,8 kcal/mol.
Công th c Newman d ng gh Công th c Newman d ng thuy n
Trong xiclohexan, sáu nguyên t cacbon d ng gh ñư c phân b trên hai m t
ph ng song song. M t ph ng th nh t ch a C1, C3 và C5; m t ph ng th hai ch a
C2, C4 và C6. Tr c ñ i x ng b c ba c a phân t th ng góc v i hai m t ph ng. 12 liên
k t C-H ñư c chia làm hai nhóm: nhóm th nh t g m 6 nguyên t H song song v i
tr c ñ i x ng b c ba (3 liên k t hư ng lên và 3 liên k t hư ng xu ng). Ta g i ñó là
liên k t tr c, ký hi u là a (axial). Nhóm th hai g m 6 liên k t còn l i, chúng hư ng
ra ngoài biên phân t (t o v i tr c ñ i x ng m t góc 1090
ñư c g i là liên k t biên,
kí hi u là e (equatorial).
5. 4
K t qu kh o sát lý thuy t cũng như th c nghi m e-metylxiclohexan b n hơn
a-metylxiclohexan. nhi t ñ thư ng e-metylxiclohexan chi m 95% còn a-
metylxiclohexan chi m 5%. a-metylxiclohexan kém b n vì có ñ n hai tương tác
syn, trong kho ñó e-metylxiclohexan không có tương tác syn nào c .
e-metylxiclohexan a-metylxiclohexan
1.2. Danh pháp
1.2.1. Monoxicloankan
• Monoxicloankan không có nhóm th : xiclo + tên ankan tương ng
Ví d :
• Monoxicloankan có m t nhóm th : ankylxicloankan
Ví d :
• Monoxicloankan nhi u nhóm th :
[s ch nhóm th ]-[s lư ng nhóm th gi ng nhau] [tên nhóm th ]
[xicloankan]
Lưu ý: Đánh s sao cho t ng các ch s là nh nh t, áp d ng lu t alphabe.
Ví d :
1.2.2. Polixicloankan
• Hai vòng r i: L y vòng l n làm m ch chính, còn vòng nh làm nhóm th .
Ví d :
6. 5
xiclopentylxiclohexan
• Hai vòng có chung m t nguyên t m t vòng, ki u spiro.
M ch cacbon ñư c ñánh s h t vòng nh ñ n vòng l n, b t ñ u t m t nguyên
t k nguyên t chung
Tên c a polixicloankan ki u spiro g m các b ph n h p thành theo trình t sau
ñây:
Spiro + [các s nguyên t cacbon riêng (t s nh ñ n s l n)] + ankan
Ví d :
• Hai vòng có chung c u n i, ki u bixiclo
M ch cacbon ñư c ñánh s b t ñ u t m t nguyên t chung ( m t ñ nh), ñ n
các nguyên t c a c u n i dài nh t, ti p ñ n các c u n i ng n hơn.
Tên c a hiñrocacbon ki u này g m các b ph n h p thành theo th t sau:
Bixiclo + [s nguyên t C các c u n i (ghi t s l n ñ n s nh )] + ankan.
Ví d :
PH N 2: BÀI T P CƠ B N
2.1. Danh pháp
Bài 1. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) Xiclopropan (b) Xiclobutan
(c) Xiclopentan (d) Xiclohexen
Bài 2. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
7. 6
(a) metylxiclopropan (b) metylxiclobutan
(c) metylxiclopentan (d) metylxiclohexan
Bài 3. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) 1,2-dimetylxiclopropan (b) 1,2-dimetylxiclobutan
(c) 1,3-dimetylxiclopentan (d) 1,4-dimetylxiclohexan
Bài 4. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) 1,1-dimetylxiclopropan (b) 1,1-dimetylxiclobutan
(c) 1,1-dimetylxiclopentan (d) 1,1-dimetylxiclohexan
Bài 5. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) 1-etyl-2-metylxiclopropan (b) 1-etyl-2-metylxiclobutan
(c) 1-etyl-3-metylxiclopentan (d) 1-etyl-4-metylxiclohexan
Bài 6. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) 2-etyl-1,1-dimetylxiclopropan (b) 2-etyl-1,3-dimetylxiclobutan
8. 7
(c) 4-etyl-1,2-metylxiclopentan (d) 4-etyl-1,1-dimetylxiclohexan
Bài 7. G i tên các h p ch t có công th c c u t o sau ñây:
CH 3
CH 3
H 3 C CH 3
(a )
(b )
(c ) (d ) (e )
CH 3
CH 3
H3C CH 3
(a)
(b)
(c) (d) (e)
1 2
3
4
5
67
8
9 10
2,6-dimetylspiro[4.5]decan
1,4-dimetylspiro[2.2]pentan
spiro[4.4]nonan bixiclo[3.2.1]octan2,3-dimetyl-9-isopropylbixiclo[5.3.0]decan
123
4
5
6
7
8
9
10
Bài 8. X là m t monoxicloankan, t kh i c a X so v i không khí b ng 1,93. (a) Xác
ñ nh công th c th c phân t , vi t các công th c c u t o, ñ c tên.
Đ t X: CnH2n
Theo ñ MX = 1,93×29 = 56
hay 14n = 56 ⇒ n = 4
Công th c phân t c a X là C4H8
Các công th c c u t o c a X
Bài 9. Y là m t monoxicloankan, t kh i c a Y so v i không khí b ng 2,41. (a) Xác
ñ nh công th c th c phân t , vi t các công th c c u t o, ñ c tên.
Đ t Y: CnH2n
Theo ñ MY = 2,41×29 = 70
hay 14n = 70 ⇒ n = 5
Công th c phân t c a Y là C5H8
Các công th c c u t o c a Y
9. 8
Bài 10. Cho bi t tên c a các ch t cho dư i ñây:
(a) 3-isopropyl-1,1-dimetylxiclohexan
(b) 1-brom-2-cloxiclohexan
(c) 1-xiclopropyl-2-metylxiclopentan
Bài 11. Cho bi t tên c a các ch t cho dư i ñây:
(a) 1,3-dibrom-2-cloxiclohexan
(b) 2,6-dibromspiro[3.3]heptan
(c) 1-metyl-2-methylenxiclopropan
Bài 12. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) Xiclopentan (b) Xiclohexan
(c) Xicloheptan (d) Xiclooctan
Bài 13. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) etylxiclopentan (b) isopropylxiclohexan
10. 9
(c) metylxicloheptan (d) propylxiclooctan
Bài 14. Vi t các công th c c u t o c a bixicloankan có công th c C5H8 mà không
có nhánh ankyl. Đ c tên.
Bài 15. Vi t các công th c c u t o c a bixicloankan có công th c C6H10 mà không
có nhánh ankyl. Đ c tên.
Bài 16. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) bixiclo[3,1,0]hexan (b) bixiclo[4,3,0]nonan
(c) bixiclo[1,1,0]butan (d) bixiclo[4,4,0]hexan
Bài 17. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) 2-metylbixiclo[3.1.0]hexan (b) 3,8-dimetylbixiclo[4.2.0]octan
(c) 2-metylbixiclo[1.1.0]butan (d) 2-metylbixiclo[2.2.0]hexan
11. 10
Bài 18. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) spiro[2.3]hexan (b) spiro[3.3]heptan
(c) spiro[3.4]octan (d) spiro[4.5]decan
Bài 19. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) spiro[2.3]hexan (b) spiro[3.3]heptan
(c) spiro[3.4]octan (d) spiro[4.5]decan
Bài 20. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) 1-metylspiro[2.2]pentan (b) 2-metylspiro[3.3]heptan
(c) 1-metylspiro[3.4]octan (d) 2,6-dimetylspiro[4.5]decan
Bài 21. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) bixiclo[1.1.1]pentan (b) bixiclo[2.1.1]hexan
12. 11
(c) bixiclo[2.2.2]octan (d) bixiclo[3.2.1]octan
Bài 22. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) 2,2-dimetylbixiclo[1.1.1]pentan
(b) 5-methylbixiclo[2.1.1]hexan
(c) 2-metylbixiclo[2.2.2]octan
(d) 2-metylbixiclo[3.2.1]octan
Bài 23. Hãy g i tên cho các h p ch t sau
(a) (b)
(c) (d)
(a) (b)
(c) (d)
xiclopropylxiclopentan xiclobutylxiclobutan
1-xiclopentyl-4-metylcyclohexan (3-metylcyclopentyl)xiclohexan
Bài 24. Hãy g i tên các ch t sau
13. 12
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
bixiclo[1.1.1]pentan bixiclo[2.1.1]hexan
bixiclo[2.2.1]heptan bixiclo[2.2.2]octan
bixiclo[3.1.1]heptan bixiclo[4.1.1]octan
Bài 25. G i tên các h p ch t sau:
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(c) (d)
spiro[2.4]heptan spiro[3.4]octan
14. 13
(e) (f)
spiro[4.5]decan spiro[2.5]octan
Bài 26. Cho bi t tên c a các ch t cho dư i ñây:
(a) bixiclo[3.1.0]hexan (b) bixiclo[3.3.1]nonan
(c) bixiclo[2.2.2]octan (d) bixiclo[3.1.1]heptan
Bài 27. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau
(a) spiro[2,3]hexan
(b) 1-metylspiro[2.3]hexan
(c) spiro[3.4]octan
(d) 5-etylspiro[3.4]octan
(e) spiro[4.5]decan
(f) 8-ipropylspiro[4.5]decan
(a) spiro[2,3]hexan
(b) 1-metylspiro[2.3]hexan
(c) spiro[3.4]octan
(d) 5-etylspiro[3.4]octan
15. 14
(e) spiro[4.5]decan
(f) 8-ipropylspiro[4.5]decan
Bài 28. V công th c c u t o c a các hiñrocacbon hai vòng no sau
(a) Bixiclo[2.2.1]heptan
(b) Bixiclo[5.2.0]nonan
(c) Bixiclo[3.1.1]heptan
(d) Bixiclo[3.3.0]octan
Bài 29. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có công th c sau
(a) bixiclobutan
(b) 2-metylbixiclobutan
(c) bixiclo[3.2.1]octan
(d) 8-metylbixiclo[3.2.1]octan
16. 15
(a) bixiclobutan
(b) 2-metylbixiclobutan
(c) bixiclo[3.2.1]octan
(d) 8-metylbixiclo[3.2.1]octan
2.2. Hóa l p th
2.2.1. Đ ng phân hình h c
Bài 30. Trong s các ñ ng phân c u t o c a xicloankan có công th c phân t C5H10,
có m t ch t xu t hi n ñ ng phân hình h c, bi u di n c u trúc c a hai ñ ng phân
hình h c ñó. Đ c tên
Bài 31. Bi u di n các ñ ng phân hình h c c a xicloankan có công th c phân t
C6H12. Đ c tên
17. 16
Bài 32. Xác ñ nh c u trúc c a các ch t có tên sau
(a) cis-1,2-dimetylxiclohexan
(b) trans-1,2-dimetylxiclohexan
(c) cis-1,4-dimetylxiclohexan
(d) trans-1,4-dimetylxiclohexan
2.2.2. Đ ng phân quang h c
Bài 33. Xác ñ nh c u hình R, S c a các ch t sau:
Bài 34. Khi cho 1,2-dimetylxiclohexan tác d ng v i Br2 (1:1) ñun nóng ñư c h n
h p raxemic. Bi u di n hai ñ ng phân quang h c ñó.
18. 17
Bài 35. Cho bi t s n ph m khi cho xiclohexen vào dung d ch KMnO4 loãng.
Bài 36. Cho bi t s n ph m khi cho xiclohexen tác d ng v i RCOOOH, sau ñó th y
phân.
2.2.3. C u d ng
Bài 37. Xét c u d ng sau:
1
234
5
6
(a) Nhóm metyl g n phía dư i C-6 là liên k t tr c (axial) hay liên k t biên
(equatorial)?
(b) So sánh ñ b n khi nhóm metyl g n phía dư i C-1 và C-4.
(c) Khi nhóm metyl g n vào C3 thì t o ra c u d ng b n, v y nó g n vào dư i hay
trên?
(a) Nhóm CH3 là liên k t tr c (a)
19. 18
CH3
6
(b) C-1 kém b n hơn C-4, vì liên k t tr c kém b n hơn liên k t biên (e).
CH3
1
H3C
4
(c) Nhóm CH3 g n vào C-3 t o ra c u d ng b n thì ph i là liên k t biên, tương ng
v i v trí này là g n vào phía dư i.
H3C
H
Bài 38. So sánh tính b n c a ñ ng phân l p th 1,3,5-trimetylxiclohexan.
H
CH3
H CH3
H
H3C
H
CH3
H
CH3
H
H3C
cis-1,3,5-trimetylxiclohexan
H
CH3
H3C H
H
H3C
CH3
CH3
H
CH3
H
H
trans-1,3,5-trimetylxiclohexan
T t c nhóm CH3 biên trong cis-1,3,5-trimetylxiclohexan nên nó b n hơn
trans-1,3,5-trimetylxiclohexan có ch a m t nhóm CH3 tr c.
Bài 39. Vi t c u trúc phân t có c u d ng b n nh t cho m i h p ch t sau:
(a) trans-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan.
(b) cis-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan
(c) trans-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan.
(d) cis-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan
Đ có ñ ng phân c u d ng b n nh t thì nhóm l n n m biên
20. 19
H3C
H
H
C(CH3)3
cis-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan
H
C(CH3)3
trans-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan
H3C
H
H
C(CH3)3
cis-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan
H
CH3
Bài 40. Nhi t ñ t cháy c a c a xicloankan như sau:
Xicloankan 3 4 5 6 7 8
∆Hc
(kJ/mol)
-2090 -2718 -3288 -3918 -
4632
-
53064
(a) Tính ∆Hc cho m i nhóm CH2 trong các xicloankan ñã cho.
(b) Tính s c căng góc c a các xicloankan ñã cho. Bi t r ng xiclokankan tư ng
trưng co h không có có s c căng góc.
(c) Phân lo i xicloankan b ng s nguyên t cacbon trên vòng và s c căng góc.
(a), (b)
Xicloankan 3 4 5 6 7 8
∆Hc (kJ/mol) -2090 -2718 -3288 -3918 -4632 -53064
∆Hc (CH2) (kJ/mol) -697 -680 -658 -653 -662 -663
-3×653 -4×680 -3×658 -6×653 -7×662 -8×663
S c căng góc
(kJ/mol)
131 106 23 0 61 80
(c) Vòng nh (C3-C4) có s c căng l n, Vòng thông thư ng (C5-C6), có s c căng nh
ho c b ng không. Vòng trung bình (C7-C12) có s c căng nh . Vòng l n (>12) s c
căng t do.
Bài 41. S c căng Baeyer là gì?
Xu t phát t hai tiên ñ là các vòng no có c u trúc ph ng và góc bình thư ng c a
hiñrocacbon no là 1090
28’, năm 1885, Baeyer cho r ng s kéo nh hay trương r ng
các góc c a vòng no ñ u d n ñ n m t s c căng làm cho tính b n c a vòng gi m ñi.
Ngư i ta g i ñó là s c căng Baeyer. S c căng càng l n, vòng tương ng càng ít b n.
Đ m nh c a s c căng ñư c ñánh giá b ng θ. θ ñư c tính theo công th c
( )
×−
−=θ
n
1802n
'28109
2
1 0
ví d :
n 3 4 5 6 7 8 9
21. 20
θ 240
44’ 90
44’ 00
44’ -50
44’ 90
33’ 120
46’ -150
06’
Bài 42. Vì sao nói liên k t C-C trong xilopropan ñư c g i là “liên k t qu chu i”?
Xiclopropan là h p ch t vòng no duy nh t có c u t o ph ng. Theo quan ni m
hi n ñ i, ph n xen ph c c ñ i c a các ñám mây electron không n m trên ñư ng
th ng n i li n hai nguyên t cacbon mà có s u n cong. S u n cong này làm cho
ph n xen ph ñám mây electron có gi m ñi, nhưng s p x p như th có l i v m t
năng lư ng. Các liên k t C-C này ñư c g i là “liên k t qu chu i”, nó mang tính
ch t trung gian gi a liên k t σ và π bình thư ng. Do s u n cong như v y, th c t
góc liên k t c a vòng ch b ng 1060
ch không ph i 1090
28’ và l n hơn nhi u so
v i góc c u t o ph ng c a tam giác ñ u (600
). Xiclopropan r t d b m vòng dư i
tác d ng c a hiñrohalogenua, Br2 và b hiñro hoá có ch t xúc tác.
Bài 43. Th nào là l c ñ y Pitze?
Th c t , các vòng no (tr xiclopropan) không ph i là nh ng vòng ph ng. Trong
m t vòng ngoài s c căng góc Baeyer có có m t l c ñ y n a ñó là l c ñ y gi a các
nguyên t hiñro tr ng thái che khu t m t ph n hay toàn ph n gây nên, do ñó m t
vài nguyên t cacbon c a vòng b l ch ra kh i m t ph ng vòng. L c ñ y ñó g i là
l c ñ y Pitze.
Bài 44. Nguyên nhân nào ñ xiclobutan t n t i d ng không ph ng?
Theo quan ni m hi n nay, xiclobutan có c u t o không ph ng góc g p có giá tr
kho ng 20-250
. Tính không ph ng c a xiclobutan ñư c ch ng t t các d ki n th c
nghi m c a gi n ñ Rơnghen, gi n ñ electron, momen lư ng c c, ph c ng hư ng
t h t nhân và m t s phương pháp khác. Nguyên nhân ch y u ñ xiclobutan t n
t i d ng không ph ng là ñ gi m s c căng Pitz.
Bài 45. Xiclopentan t n t i hai c u d ng không ph ng: d ng “phong bì” và d ng
“n a gh ”. Hãy v hai c u d ng này và cho bi t d ng nào có tâm ñ i x ng, d ng
nào có tr c ñ i x ng.
22. 21
N u gi s phân t xiclopentan n m trên m t m t ph ng thì góc l ch 00
44, do ñó
coi như không có s c căng Baeyer. Nhưng ñây 5 liên k t C-C d ng che khu t
nên l i xu t hi n s c căng Pitz. Th c t xiclopentan t n t i hai c u d ng không
ph ng là c u d ng phong bì có m t ph ng ñ i x ng nên còn g i là c u d ng Cs -
(hình trái). C u d ng n a gh có tr c ñ i x ng b c hai nên còn g i là c u d ng C2
(hình ph i)
Lưu ý: Khi th c hi n phép quay phân t xung quanh tr c ñ i x ng Cn m t góc
n
2π
=ϕ sao cho phân t trùng v i chính nó. Tr c quay Cn g i là tr c ñ i x ng c p n.
Bài 46. Bi u di n hai ñ ng phân hình h c c a decaclin
hay
hay
Bài 47. Đ c tên các ch t sau:
(a) (b) (c) (d)
23. 22
Bài 48. Xicloankan nào có ñ ng phân cis – trans? V c hai ñ ng phân ñó.
(a) 1,3-dimetylxiclopantan
(b) Etylxiclopantan
(c) 1-etyl-2-metylxiclobutan
(a) 1,3-dimetylxiclopantan. Có ñ ng phân cis – trans
(b) Etylxiclopantan. Không có ñ ng phân cis-trans.
C2H5 C2H5
Hai ch t trên là m t.
(c) 1-etyl-2-metylxiclobutan: Có ñ ng phân cis-trans
24. 23
Bài 49. Vi t các ñ ng phân l p th c a 1 – metyl – 2,3 – dicloxiclopropan. (trích ñ
thi olympic sinh viên toàn qu c 2005)
Các ñ ng phân l p th c a 1- metyl – 2,3 – dicloxiclopropan có 4 ñ ng phân.
N u hai nguyên t clo v trí trans thì có hai ñ i quang, còn n u hai nguyên t clo
v trí cis thì tuỳ theo v trí c a nhóm CH
3
- mà ch có thêm hai ñ ng phân (các
ñ ng phân này có nh qua gương ph ng trùng v i chúng, meso):
PH N 3: BÀI T P NÂNG CAO VÀ T NG H P
Bài 50. Hai xicloankan M và N ñ u có t kh i hơi so v i metan b ng 5,25. Khi
monoclo hoá (chi u sáng) thì M cho 4 h p ch t, N ch cho m t h p ch t duy nh t.
a. Hãy xác ñ nh công th c c u t o c a M và N .
b. G i tên các s n ph m t o thành theo danh pháp IUPAC .
c. Cho bi t c u d ng b n nh t c a h p ch t t o thành t N, gi i thích.
(Trích t ñ thi HSG qu c gia năm 2000)
a. n=6
CTPT c a M (N ): C6H12.
Theo các d ki n ñ u bài, M và N có các CTCT:
M : CH3 N :
CH2 Cl CH3
Cl
CH3
Cl
CH3
Cl
Cl
A B C
D E
b. A : 1-Clo-1-metylxiclopentan
B: (Clometyl)xiclopentan D: 1-Clo-3-metylxiclopentan
25. 24
C : 1-Clo-2-metylxiclopentan E: Cloxiclohexan
c. C u d ng b n nh t c a N :
Cl
Vì : D ng gh b n nh t. Nhóm th v trí e b n hơn v trí a .
Bài 51. ng v i công th c C3H4Cl2 có bao nhiêu ñ ng phân là ñicloxiclopropan?
Vi t công th c các ñ ng phân ñó. Cho bi t ñ ng phân nào có tính quang ho t?
. Các ñ ng phân là dicloxiclopropan
Cl Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
(I) (II) (III ) (IV )
Trong các ñ ng phân trên, ñ ng phân (I) không có C* nên không có tính quang
ho t. Đ ng phân (II) là meso vì có m t ph ng ñ i x ng. Đ ng phân (III) và (IV) có
tính quang ho t.
Bài 52. V c u trúc c a (1R)(3S)-xiclohexan-1,3-ñiol và cho bi t c u d ng b n c a
h p ch t này?
. C u trúc c a phân t (1R)(3S)-xiclohexan-1,3-ñiol là
OH
OH
H
H
C u d ng b n c a phân t : d ng gh v i c hai nhóm OH ñ u v trí a ñ hai nhóm
OH có th t o liên k t hidro n i phân t . Còn n u v trí e s không t o ñư c liên
k t hidro nên kém b n hơn
HO
H H
OH
OH
O
H
H
H
Bài 53. 2-isopropyl-5-metylxiclohexanol có 4 ñ ng phân cis-trans, hãy vi t các
ñ ng phân ñó, v c u d ng c a các ñ ng phân ñón và cho bi t ñ ng phân nào b n
nh t?
. Công th c c u t o c a 4 ñ ng phân
OH OH OH OH
(I) (II) (III) (IV)
C u d ng c a các ñ ng phân trên:
26. 25
OHH3C
CH(CH3)2
OH
CH(CH3)2
CH3
(I) (II)
CH(CH3)2
H3C
OH
H3C
CH(CH3)2
OH
(III) (IV)
Trong các c u d ng trên, c u d ng b n nh t là Trans-2-isopropyl-cis-5-
metylxiclohexanol (C u d ng (IV)) vì t t c các nhóm th ñ u v trí e, nên l c ñ y
tương h gi a các nhóm th là bé nh t.
Bài 54. Hai h p ch t h u cơ A và B ñ u có công th c phân t C5H10. C hai ñ u
không ph n ng v i Cl2 trong t i và l nh. A ph n ng v i Cl2 có ánh sáng, nhưng
cho m t s n ph m duy nh t là C5H9Cl. Còn h p ch t B cũng tác d ng v i Cl2 trong
cùng ñi u ki n nhưng cho 6 ñ ng phân C5H9Cl khác nhau, có th phân bi t b ng
phương pháp v t lý. Hãy xác ñ nh c u trúc c a A, B và các s n ph m monoclo ñó.
A và B có công th c C5H10 nên chúng có th là anken ho c xicloankan. Theo ñ
bài, các ch t này không tác d ng v i Cl2 t i và l nh nên A và B là các xicloankan.
A tác d ng v i Cl2 cho m t monoclo duy nh t nên A là xiclopentan
+ Cl2
as
Cl + HCl
B tác d ng v i Cl2 (ánh sáng) tao ra 6 d n xu t monoclo, nên B ph i là
metylxiclobutan.
Cl2
-HCl
CH3
CH3
Cl
CH3
Cl
CH3
Cl
CH3Cl CH3
Cl
CH2Cl
Bài 55. Hiñrocacbon thiên nhiên A tác d ng v i brom chi u sáng t o thành s n
ph m h u cơ B ch c 55,81%C ; 6,98 %H còn l i là brom. B ch có m t nguyên t
brom trong phân t . A và B ñ u b n không làm m t màu dung d ch KMnO4 và A
không quang ho t. (i) Xác ñ nh công th c phân t c a A và B. (ii) Xác ñ nh c u trúc
c a A và B.
B: CxHyBrz 1:15:10z:y:x =
Công th c phân t c a B: C10H15Br, vì B ch có m t nguyên t brom trong phân t .
27. 26
Công th c phân t c a A là: C10H16. A, B ñ u bên và A không có tính quang ho t
nên A ch có th là trixiclo[3,3,1,13,7
]decan.
Bài 56. H p ch t A, C7H8O quang ho t, có kh năng h p th 1 mol H2 có m t c a
Pt. Kh A b ng phương pháp Wolff - Kischner thu ñư c ch t B không quang ho t.
Oxi hóa B b ng KMnO4 thu ñư c axit xiclopentan-1,3-ñicacboxylic. Kh A b ng
LiAlH4 ñư c ch t C quang ho t. Tách nư c C ñư c D không quang ho t. Hiñro hóa
D ho c B ñ u nh n ñư c ch t E. Oxi hóa D b ng KMnO4 thu ñư c F mà khi nhi t
phân s ñư c axit gluraric. Hãy xác ñ nh công th c c u t o t A ñ n F.
Bài 57. Trình bày cơ ch ph n ng
28. 27
Bài 58. H p ch t A (C10H18O) ñư c phân l p t m t lo i tinh d u Vi t Nam. A
không làm m t màu nư c brom và dung d ch thu c tím loãng, cũng không tác d ng
v i hiñro có xúc tác niken, nhưng l i tác d ng v i axit clohiñric ñ m ñ c sinh ra 1-
clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan. Hãy ñ xu t c u trúc c a A.
2. H p ch t B (C10H20O2 ) có trong m t lo i tinh d u Nam M . T B có th t ng
h p ñư c A b ng cách ñun nóng v i axit.
a. Vi t công th c c u t o và g i tên B.
b. Dùng công th c c u trúc, vi t phương trình ph n ng và trình bày cơ ch ñ y ñ
c a ph n ng t ng h p A.
3. H p ch t B thư ng ñư c ñi u ch t C (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1] hept-2-en) có
trong d u thông. Dùng công th c c u t o, vi t phương trình ph n ng và ch rõ các
liên k t c a C b ñ t ra.
4. Trong cây long não có h p ch t D tên là 1,7,7-trimetylbixiclo[2.2.1]heptan-2-on
(hay là campho).Vi t sơ ñ các ph n ng t ng h p D t C và cho bi t cơ ch c a
giai ño n ñ u.
5. V c u t o hóa h c, các h p ch t A, B, C và D trên có ñ c ñi m gì chung nh t?
minh h a v n t t ñ c ñi m ñó trên các công th c c u t o c a chúng.
(Trích t ñ thi ch n h c sinh vào ñ i tuy n QG d thi olympic qu c t năm 2008)
1. Xác ñ nh công t c c u trúc c a A(C10H18O)
A có ñ chưa bão hoà là 2;
A không làm m t m u dung d ch nư c brom và dung d ch thu c tím loãng
ch ng t trong A không có n i ñôi hay n i ba;
A không tác d ng v i hiñro trên ch t xúc tác niken ch ng t trong A không có
nhóm ch c cacbonyl;
29. 28
A tác d ng v i axit clohiñric ñ m ñ c sinh ra 1-clo-4-(1-clo-1-metyletyl)-1-
metylxiclohexan, trong A có vòng no và có liên k t ete.
Suy ra công th c c u trúc c a A
O
CH3CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
O
O
O
B (C10H20O2) A (C10H18O)
- H2O2. a.
Suy ra B là m t ñiol có b khung cacbon như A
H
+
H2O
A
OH
OH
B
G i tên B: 1-hiñroxi-4-(-1-hiñroxi-1-metyletyl)-1-metylxiclohexan
b. Dùng công th c c u trúc, vi t phương trình ph n ng và trình bày cơ ch ñ y ñ
c a ph n ng.
C 2 d ng trans và cis c a B ñ u c u d ng gh b n v ng, tuy v y c u d ng
gh không th tham gia ñóng vòng mà ph i ñi qua d ng thuy n kém b n. D ng
thuy n s tham gia ph n ng SN1 n i phân t .
(+)
Trans-B
A
O H
O H OH
O H
(+)
O H
H
+ O
H
+
O H
3. Liên k t c a C b ñ t các ñư ng ch m ch m:
H
+
2 H 2O
O H
O H
+
30. 29
H C l
D
H +
(+ )
ch u y Ón vÞ
H 2O O
OH OC l
(+ )
C l-
4 .
C
5. Đ c ñi m chung nh t v c u t o hoá h c: m i phân t g m 2 ñơn v isopren
Bài 59. G i tên các ñ ng phân ñ i quang khi monoclo hoá metylxiclohexan dư i
tác d ng c a ánh sáng, gi thi t r ng vòng xiclohexan ph ng.
K Ý h iÖ u -2 -c lo -1 -m e ty lx ic lo h e x a n
(1 S , 3 R ) (1 S , 3 S )(1 R , 3 R )(1 R , 3 S )
C H 3 C H 3
C l
C H 3
C l
C l
C H 3
C l
(1 S , 2 R ) (1 S , 2 S )(1 R , 2 R )
C H 3
C l
C H 3
C l
C H 3
C l(1 R , 2 S )
C H 3
C l
-3 -c lo -1 -m e ty lx ic lo h e x a n
Bài 60. Ozon phân m t tecpen A (C10H16) thu ñư c B có c u t o như sau:
Hiñro hoá A v i xúc tác kim lo i t o ra h n h p s n ph m X g m các ñ ng phân có
công th c phân t C10H20.
a) Xác ñ nh công th c c u t o c a A.
b) Vi t công th c các ñ ng phân c u t o trong h n h p X.
(Trích t ñ thi ch n h c sinh gi i qu c gia l p 12 THPT năm 2003)
31. 30
Bài 61. Cho bi t c u trúc và tên IUPAC c a ñ ng phân hình h c có tên sau: (a) 2-
clonobonan. (b) 2-metyl-7-clonobonan.
(a) Nguyên t clo có th là exo (cis) ho c endo (trans) v i c u C7
– c u nh nh t.
(b) C7
Cl có th là syn ho c anti v i c u có ch a nhóm metyl.
Bài 62. H p ch t h u cơ A có công th c phân t C9H8. A ph n ng ñư c v i dung
d ch Br2/CCl4 và dung d ch KMnO4 loãng. Khi 1 mol tác d ng v i 1 mol t o thành
ch t B có công th c C9H10. Khi hidro hóa A thu ñư c h n ch t C có công th c
C9H16. Khi oxi hóa A b ng KMnO4 nóng ñư c axit phtalic. Xác ñ nh c u trúc c a
A, B và C.
A ph n ng v i KMnO4 nóng, thu ñư c axit phtalic v y A có vòng benzen.
A ph n ng ñư c v i dung d ch Br2/CCl4 và dung d ch KMnO4 loãng. Khi 1 mol
tác d ng v i 1 mol t o thành ch t B có công th c C9H10. V y A có ch a m t n i ñôi
C=C.A có th là:
32. 31
Khi hidro hóa A thu ñư c h n ch t C có công th c C9H16 nên A có công th phân
t là
V y:
Bài 63. V công th c c u trúc c a các d n xu t 1,4-ñioxan là s n ph m ñime hóa h p ch t
(R)-1,2-epoxi-2-metylpentan.
(ñ thi ch n h c sinh vào các ñ i tuy n QG d thi olympic qu c t năm 2011)
Công th c c u trúc c a các d n xu t 1,4-ñioxan th khi ñime hóa h p ch t (R)-1,2-
epoxi-2-metylpentan:
O
O
n-C3H7
C3H7-n
CH3
CH3
O
O
n-C3H7
CH3
C3H7-n
CH3 O
OH3C
C3H7-n
C3H7-n
CH3
O
O
n-C3H7
CH3
CH3
C3H7-n
n-H7C3
O
O C3H7-n
CH3
H3C
n-H7C3
O
OH3C
CH3
C3H7-n
O
OCH3
C3H7-n
CH3
C3H7-n
O
O
n-C3H7
CH3
CH3
C3H7-n
Bài 64. Hãy vi t m t công th c c u t o c a hiñrocacbon X (C14H26) mà có hơn 50
ñ ng phân quang h c.
(kì thi ch n h c sinh vào các ñ i tuy n QG d thi olympic qu c t năm 2010)
N u X có n cacbon b t ñ i thì s ñ ng phân quang h c t i ña c a X là 2n
. Theo
bài ra ta có: 2n
> 50, v y n ≥ 6. Dư i ñây là m t s các công th c c u t o có th có
c a X th a mãn ñi u ki n c a bài (d u * ch cacbon b t ñ i).
*
*
* *
* *
*
*
* *
*
* *
*
* *
* * * *
* *
*
*
Bài 65. Khi hiñro hóa naphtalen thu ñư c ñecalin (C10H18), oxi hóa ñecalin thì ñư c
h n h p các ñecalon (C10H16O). Vi t các ñ ng phân l p th c a 1-ñecalon.
33. 32
(kì thi ch n h c sinh vào các ñ i tuy n QG d thi olympic qu c t năm 2009)
Các ñ ng phân l p th c a 1-ñecalon
O O
O O
O O
Bài 66. H p ch t cho dư i ñây có bao nhiêu ñ ng phân l p th và bi u di n c u trúc
không gian c a các ñ ng phân l p th ñó.
(Trích t ñ thi ch n h c sinh gi i qu c gia THPT năm 2013)
H p ch t ñã cho có 6 ñ ng phân l p th . Trong các ñ ng phân này, các vòng 6
c nh t n t i d ng gh :
Bài 67. B ng cơ ch gi i thích s t o thành s n ph m theo sơ ñ sau
(Trích t ñ thi ch n h c sinh gi i qu c gia THPT năm 2013)
34. 33
Bài 68. Cho α-pinen tác d ng v i axit HCl ñư c h p ch t A, sau ñó cho A tác d ng
v i KOH/ancol thu ñư c h p ch t camphen (B). Vi t cơ ch ph n ng chuy n hóa α-
pinen thành A và A thành B. Trong môi trư ng axit, B quang ho t chuy n hóa thành
B raxemic. Gi i thích hi n tư ng này.
(Trích t ñ thi ch n HSG vào ñ i tuy n QG d thi olympic qu c t năm 2011)
Sơ ñ ph n ng t ng h p camphen (B) t α-pinen:
B
chuyÓn vÞ
- HCl
Cl
A
HCl
α - Pinen
Cơ ch ph n ng chuy n hóa α-pinen thành A:
α−Pinen
H+
chuyÓn vÞ Cl
-
Cl
A
Cơ ch t o thành B t A:
chuyÓn vÞ
2
3 4
-H
+
3
4
1
-Cl
-
Cl
7
1
2
3 4
A B
Gi i thích hi n tư ng raxemic hóa h p ch t B:
35. 34
chuyÓn vÞH+
-H+ H+
-H+
B quang ho¹t B ®èi quang
Bài 69. Vi t công th c các s n ph m có th t o thành khi th c hi n quá trình ñ ng
phân hoá B (có công th c c u t o) trong môi trư ng axit. G i tên c u hình (n u có)
c a các ch t và cho bi t ñ ng phân nào có tính quang ho t.
CH3B
(Trích t ñ thi ch n HSG vào ñ i tuy n d thi olympic hoá h c qu c t năm 2005)
Có 4 ñ ng phân
R S cis trans, ,
quang ho t
II.1.2. Đ i m i phương pháp b i dư ng
- Chuyên sâu n i dung b i dư ng
Tri n khai b i dư ng cho h c sinh chuyên ñ chuyên sâu “H th ng bài t p
Danh pháp và Hóa l p th c a hidrocacbon vòng no”
- Kh o sát năng l c c a h c sinh trư c khi b i dư ng
Đ ki m tra
Câu 1. X là m t monoxicloankan có t kh i so v i không khí b ng 2,9. (a) Xác ñ nh
công th c phân t , vi t các công th c c u t o. Bi u di n các ñ ng phân hình h c.
G i tên.
Câu 2. (a) Vi t các công th c c u t o c a bixicloankan có công th c phân t C6H10
không có nhóm th ankyl. Đ c tên
(b) Xác ñ nh tên c a các ch t có c u trúc sau:
36. 35
Câu 3. (a) Bi u di n ñ ng phân hình h c c a: 1,3-dimetylxiclopentan; decalin
(b). Bi u di n c u d ng b n c a: isopropylxiclohexan; 1,3-dimetylxiclohexan.
(c) Xác ñ nh c u hình R, S c a s n ph m khi cho hexen tác d ng v i Br2/CCl4.
Câu 4. M t hiñrocacbon X có ch a 88,235% C v kh i lư ng. Xác ñ nh công th c
c u t o c a X, bi t nó là hiñrocacbon no có ba vòng ñ u có 6C.
Bài gi i
Câu 1. X: CnH2n
14n = 2,9 ×29 ⇒ n = 6
Công th c phân t c a X là C6H12
Các công th c c u t o
Câu 2 (a)
Câu 2 (b)
2-etyl-1,1-dimetylxiclohexan; spiro[4,4]nonan; bixiclo[4,4,0]deacan (decalin);
bixiclo[2,2,1]heptan
37. 36
Câu 3 (a)
Câu 3 (b)
- C u d ng b n khi nhóm isopropyl v trí biên.
- Khi c hai nhóm metyl ñ u v trí biên:
Câu 3 (c)
Câu 4
Đ t CxHy là công th c phân t c a X
8:5765,11:353,7
1
765,11
:
12
235,88
y:x ===
X có d ng C5nH8n. X có ñ b t bão hòa 1n
2
n82n10
+=
−+
=∆
Do có 3 vòng nên n + 1 = 3, suy ra n = 2 , công th c phân t c a A là C10H16
X có 3 vòng 6C nên công th c c u t o c a nó là:
hay
- Ch n n i dung b i dư ng
38. 37
Tùy vào kh năng c a h c sinh ta ch n n i dung b i dư ng cho phù h p, có
th tri n khai c h th ng bài t p t cơ b n ñ n nâng cao hay ch tri n khai m t
ph n bài t p nâng cao.
- Đ nh hư ng và phát tri n kh năng t h c cho h c sinh
Đ có k t qu cao trong b i dư ng HSG, giáo viên ph i ñ nh hư ng và phát
tri n kh năng t h c c a h c sinh. Đ làm t t ñi u này, chúng tôi ph i c th hóa
bài t p, bài t p có l i gi i ñ h c sinh t ñ c, t ki m tra bài gi i c a mình …
II.1.3. Nâng cao năng l c b i dư ng HSG cho ñ i ngũ giáo viên
- Thông qua vi c xây d ng và d y chuyên ñ chuyên sâu trong vi c b i dư ng
HSG môn Hóa h c thì năng l c c a GV cũng d n phát tri n
- Giáo viên t ñ m trách n i dung b i dư ng: “H th ng bài t p Danh pháp và
Hóa l p th c a hidrocacbon vòng no”, gi m d n th i lư ng m i các Giáo sư, Ti n
sĩ th nh gi ng.
II.2. Kh năng áp d ng c a gi i pháp
- Áp d ng trong ph m vi d y ñ i tuy n HSG d thi c p Qu c gia.
- Áp d ng r ng rãi trong ph m vi b i dư ng HSG d thi c p t nh, môn Hóa
h c.
Cơ s khoa h c:
+ Trong chương trình Hóa H u cơ có l p 11, 12 THPT có n i dung Danh pháp
và Hóa l p th c a m t s xicloankan, tuy nhiên ph n bài t p ñ h c sinh v n d ng
và rèn luy n thì g n như không có.
+ Trong m t s ñ thi HSG c p t nh môn Hóa THPT có bài t p n i dung này
II.3. L i ích kinh t , xã h i
III.3.1. Góp ph n vào thành tích HSG Qu c gia, môn Hóa h c
Bình Đ nh ñư c B GD&ĐT cho 8 h c sinh d thi môn Hóa (thông thư ng 6
h c sinh/1môn/1 ñơn v ). K t qu HSG Qu c Gia môn Hóa c a Bình Đ nh trong
nh ng năm g n ñây x p cao nh t khu v c thi ñua vùng IV do B GD&ĐT quy ñ nh:
Năm h c S gi i
2011-2012 05
2012-2013 07
III.3.2. Góp ph n phát tri n năng l c b i dư ng HSG cho giáo viên Nghiên
c u h th ng bài t p chuyên sâu, năng l c c a giáo viên cũng phát tri n. Giáo viên
39. 38
d n t b i dư ng n i dung này thay trư c ñây ph i m i thêmGiáo sư, Ti n sĩ th nh
gi ng.
III.3.3. Giúp HS nâng cao năng l c t h c
H th ng bài t p t d ñ n khó ñ u có l i gi i giúp h c sinh t h c có hi u
qu .
III.3.4. Ti t ki m th i gian cho giáo viên và h c sinh
Giáo viên và h c sinh không m t th i gian ñ tìm, d ch tài li u, ñ c hi u bài
t p vì thư ng bài t p không có l i gi i.
III.3.5. K t h p vi c b i dư ng HSG các c p
H c sinh d thi HSG c p t nh ch b i dư ng nh ng bài t p cơ b n, còn HSG
d thi c p Qu c gia thì b i dư ng bài t p nâng cao, ñi u này s góp ph n làm cho
phong trào b i dư ng HSG môn Hóa ngày càng phát tri n và nâng cao hi u qu b i
dư ng HSG thi c p Qu c gia.
C. K T LU N
1. Đ tài ñã t o m t ngu n tư li u, giúp giáo viên tham kh o ñ t b i dư ng
HSG các c p.
2. H th ng bài t p t ñơn gi n ñ n ph c t p ñ u có l i gi i giúp cho h c sinh
t ôn t p, phát tri n kh năng t h c, góp ph n nâng cao k t qu trong các kì thi
HSG môn Hóa h c./.
40. 39
---------------------------------
II.1.1. Tóm t t lý thuy t và xây d ng h th ng bài t p g m 3 ph n
Ph n 1: Tóm t t cơ s lý thuy t
Ph n 2: Bài t p cơ b n
Ph n 3: Bài t p t ng h p
PH N 1: TÓM T T CƠ S LÝ THUY T
1.1. Khái ni m
- Xicloankan là hiñrocacbon no m ch vòng.
- Xicloankan có m t vòng (ñơn vòng) g i là monoxicloankan.
Xicloankan có nhi u vòng (ña vòng) g i là polixicloankan.
41. 40
- Monoxicloankan có công th c chung là CnH2n (n ≥ 3).
- Polyxicloankan có công th c chung là CnH2n+2-2k (n ≥ 4, k≥2, k s vòng).
1.2. Danh pháp
1.2.1. Monoxicloankan
1.2.2. Polixicloankan
1.3. Hóa l p th c a hidrocacbon vòng no
1.3.1. Các khái ni m
* Đ ng phân hình h c
* Đ ng phân quang h c* C u d ng
- PH N 2: BÀI T P CƠ B N
2.1. Danh pháp
2.2. Hóa l p th
2.2.1. Đ ng phân hình h c
2.2.2. Đ ng phân quang h c
2.2.3. C u d ng
Bài 37.
PH N 3: BÀI T P T NG H P
II. MÔ T GI I PHÁP
II.1. Thuy t minh tính m i
II.1.1. Tóm t t lý thuy t và xây d ng h th ng bài t p g m 3 ph n
Ph n 1: Tóm t t cơ s lý thuy t
Ph n 2: Bài t p cơ b n
Ph n 3: Bài t p t ng h p
PH N 1: TÓM T T CƠ S LÝ THUY T
1.3. Hóa l p th c a hidrocacbon vòng no
1.3.1. Các khái ni m
* Đ ng phân hình h c
- Đ ng phân hình h c hay còn g i ñ ng phân cis-trans là m t ñ ng phân
không gian ñư c sinh ra do s phân b khác nhau c a các nguyên t ho c nhóm
nguyên t xung quanh m t b ph n “c ng nh c” như n i ñôi ho c vòng no.
- Đi u ki n ñ có ñ ng phân hình h c:
+ Đi u ki n c n: Phân t ph i có liên k t ñôi (m t liên k t ñôi ho c m t s l
liên k t ñôi liên ti p) ho c vòng no (thư ng là vòng nh ) trong phân t . Coi ñó là b
42. 41
ph n c ng nh c c n tr s quay t do c a nguyên t (hay nhóm nguyên t ) b
ph n ñó.
+ Đi u ki n ñ : m i nguyên t C c a liên k t ñôi và ít nh t hai nguyên t C
c a vòng no ph i có hai nguyên t ho c nhóm nguyên t khác nhau.
- Nh ng d ng có hai nhóm th ñư c phân b cùng m t phía ñ i v i m t ph ng
c a n i ñôi ho c vòng no thì g i là cis, n u khác phía g i là trans.
Ví d : But-2-en có hai ñ ng phân hình h c:
ho c 1,2-dimetylxiclopropan có hai ñ ng phân hình h c
* Đ ng phân quang h c
- Đ ng phân quang h c là nh ng h p ch t có công th c c u t o ph ng gi ng
nhau nhưng khác nhau v c u trúc không gian do có nguyên t cacbon b t ñôi.
Cacbon b t ñ i là nguyên t cacbon liên k t v i các nhóm th khác nhau. Ví d :
Glixeraldehit có hai ñ ng phân quang h c
CHO
CH2OH
OHH
CHO
HO
H
CH2OH
CHO
CH2OH
HOH
CHO
H
HO
CH2OH
R-glixerandehit S-glixerandehit
* C u d ng
- C u d ng là nh ng d ng c u trúc không gian khác nhau sinh ra do s quay
xung quanh liên k t ñơn ho c xoay chuy n các nguyên t trong vòng (flipping of
rings).
- C u d ng có năng lư ng th p nh t là d ng xen k , c u d ng có năng lư ng
cao nh t g i là c u d ng che khu t.
- Thu t ng dùng ñ ch c u d ng có năng lư ng khác nhau g i là ñ ng phân
c u d ng (comforomer). Khi tăng nhi t ñ , c u d ng che khu t tăng theo. Ví d : v i
xiclohexan có các c u d ng sau:
43. 42
Theo gi n ñ năng lư ng trên, ta th y c u d ng gh b n hơn c u d ng thuy n,
vì nó có th năng th p nh t. Nguyên nhân d n ñ n s khác nhau v ñ b n gi a hai
d ng gh và thuy n là l c ñ y tương tác gi a các nguyên t hiñro c a vòng. d ng
gh t t c ñ u ñư c phân b theo hình th xen k . Trong khi ñó d ng thuy n ch
có 4 h th ng (C1-C2, C3-C4, C4-C5 và C6-C1) là phân b xen k , còn hai h th ng
còn l i C2-C3 và C5-C6) thì phân b che khu t. Hơn n a nguyên t H C1 và C4 ch
cách nhau 1,84
0
A nên nó có m t l c ñ y kho ng 3 kcal/mol. T ng c ng th năng
c a d ng thuy n l n hơn d ng gh 6,8 kcal/mol.
Công th c Newman d ng gh Công th c Newman d ng thuy n
Trong xiclohexan, sáu nguyên t cacbon d ng gh ñư c phân b trên hai m t
ph ng song song. M t ph ng th nh t ch a C1, C3 và C5; m t ph ng th hai ch a
C2, C4 và C6. Tr c ñ i x ng b c ba c a phân t th ng góc v i hai m t ph ng. 12 liên
k t C-H ñư c chia làm hai nhóm: nhóm th nh t g m 6 nguyên t H song song v i
tr c ñ i x ng b c ba (3 liên k t hư ng lên và 3 liên k t hư ng xu ng). Ta g i ñó là
liên k t tr c, ký hi u là a (axial). Nhóm th hai g m 6 liên k t còn l i, chúng hư ng
ra ngoài biên phân t (t o v i tr c ñ i x ng m t góc 1090
ñư c g i là liên k t biên,
kí hi u là e (equatorial).
44. 43
K t qu kh o sát lý thuy t cũng như th c nghi m e-metylxiclohexan b n hơn
a-metylxiclohexan. nhi t ñ thư ng e-metylxiclohexan chi m 95% còn a-
metylxiclohexan chi m 5%.
a-metylxiclohexan kém b n vì có ñ n hai tương tác syn, trong kho ñó e-
metylxiclohexan không có tương tác syn nào c .
e-metylxiclohexan a-metylxiclohexan
PH N 2: BÀI T P CƠ B N
2.1. Danh pháp
Bài 10. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) Xiclopropan (b) Xiclobutan
(c) Xiclopentan (d) Xiclohexen
Bài 11. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) metylxiclopropan (b) metylxiclobutan
(c) metylxiclopentan (d) metylxiclohexan
Bài 12. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) 1,2-dimetylxiclopropan (b) 1,2-dimetylxiclobutan
(c) 1,3-dimetylxiclopentan (d) 1,4-dimetylxiclohexan
Bài 13. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
45. 44
(a) 1,1-dimetylxiclopropan (b) 1,1-dimetylxiclobutan
(c) 1,1-dimetylxiclopentan (d) 1,1-dimetylxiclohexan
Bài 14. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) 1-etyl-2-metylxiclopropan (b) 1-etyl-2-metylxiclobutan
(c) 1-etyl-3-metylxiclopentan (d) 1-etyl-4-metylxiclohexan
Bài 15. Cho bi t tên c a các xicloankan sau:
(a) 2-etyl-1,1-dimetylxiclopropan (b) 2-etyl-1,3-dimetylxiclobutan
(c) 4-etyl-1,2-metylxiclopentan (d) 4-etyl-1,1-dimetylxiclohexan
Bài 16. G i tên các h p ch t có công th c c u t o sau ñây:
CH3
CH3
H3C CH3
(a)
(b)
(c) (d) (e)
46. 45
CH3
CH3
H3C CH3
(a)
(b)
(c) (d) (e)
1 2
3
4
5
67
8
9 10
2,6-dimetylspiro[4.5]decan
1,4-dimetylspiro[2.2]pentan
spiro[4.4]nonan bixiclo[3.2.1]octan2,3-dimetyl-9-isopropylbixiclo[5.3.0]decan
123
4
5
6
7
8
9
10
Bài 17. X là m t monoxicloankan, t kh i c a X so v i không khí b ng 1,93.
(a) Xác ñ nh công th c th c phân t , vi t các công th c c u t o, ñ c tên.
Đ t X: CnH2n
Theo ñ MX = 1,93×29 = 56
hay 14n = 56 ⇒ n = 4
Công th c phân t c a X là C4H8
Các công th c c u t o c a X
Bài 18. Y là m t monoxicloankan, t kh i c a Y so v i không khí b ng 2,41.
(a) Xác ñ nh công th c th c phân t , vi t các công th c c u t o, ñ c tên.
Đ t Y: CnH2n
Theo ñ MY = 2,41×29 = 70
hay 14n = 70 ⇒ n = 5
Công th c phân t c a Y là C5H8
Các công th c c u t o c a Y
Bài 10. Cho bi t tên c a các ch t cho dư i ñây:
47. 46
(a) 3-isopropyl-1,1-dimetylxiclohexan
(b) 1-brom-2-cloxiclohexan
(c) 1-xiclopropyl-2-metylxiclopentan
Bài 11. Cho bi t tên c a các ch t cho dư i ñây:
(a) 1,3-dibrom-2-cloxiclohexan
(b) 2,6-dibromspiro[3.3]heptan
(c) 1-metyl-2-methylenxiclopropan
Bài 12. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) Xiclopentan (b) Xiclohexan
(c) Xicloheptan (d) Xiclooctan
Bài 13. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) etylxiclopentan (b) isopropylxiclohexan
(c) metylxicloheptan (d) propylxiclooctan
Bài 14. Vi t các công th c c u t o c a bixicloankan có công th c C5H8 mà không
có nhánh ankyl. Đ c tên.
48. 47
Bài 15. Vi t các công th c c u t o c a bixicloankan có công th c C6H10 mà không
có nhánh ankyl. Đ c tên.
Bài 16. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) bixiclo[3,1,0]hexan (b) bixiclo[4,3,0]nonan
(c) bixiclo[1,1,0]butan (d) bixiclo[4,4,0]hexan
Bài 17. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) 2-metylbixiclo[3.1.0]hexan (b) 3,8-dimetylbixiclo[4.2.0]octan
(c) 2-metylbixiclo[1.1.0]butan (d) 2-metylbixiclo[2.2.0]hexan
Bài 18. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) spiro[2.3]hexan (b) spiro[3.3]heptan
(c) spiro[3.4]octan (d) spiro[4.5]decan
49. 48
Bài 19. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) spiro[2.3]hexan (b) spiro[3.3]heptan
(c) spiro[3.4]octan (d) spiro[4.5]decan
Bài 20. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) 1-metylspiro[2.2]pentan (b) 2-metylspiro[3.3]heptan
(c) 1-metylspiro[3.4]octan (d) 2,6-dimetylspiro[4.5]decan
Bài 21. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) bixiclo[1.1.1]pentan (b) bixiclo[2.1.1]hexan
(c) bixiclo[2.2.2]octan (d) bixiclo[3.2.1]octan
Bài 22. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau:
(a) 2,2-dimetylbixiclo[1.1.1]pentan
50. 49
(b) 5-methylbixiclo[2.1.1]hexan
(c) 2-metylbixiclo[2.2.2]octan
(d) 2-metylbixiclo[3.2.1]octan
Bài 23. Hãy g i tên cho các h p ch t sau
(a) (b)
(c) (d)
(a) (b)
(c) (d)
xiclopropylxiclopentan xiclobutylxiclobutan
1-xiclopentyl-4-metylcyclohexan (3-metylcyclopentyl)xiclohexan
Bài 24. Hãy g i tên các ch t sau
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
51. 50
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
bixiclo[1.1.1]pentan bixiclo[2.1.1]hexan
bixiclo[2.2.1]heptan bixiclo[2.2.2]octan
bixiclo[3.1.1]heptan bixiclo[4.1.1]octan
Bài 25. G i tên các h p ch t sau:
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(c) (d)
spiro[2.4]heptan spiro[3.4]octan
(e) (f)
spiro[4.5]decan spiro[2.5]octan
Bài 26. Cho bi t tên c a các ch t cho dư i ñây:
(a) bixiclo[3.1.0]hexan (b) bixiclo[3.3.1]nonan
52. 51
(c) bixiclo[2.2.2]octan (d) bixiclo[3.1.1]heptan
Bài 27. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có tên sau
(g) spiro[2,3]hexan
(h) 1-metylspiro[2.3]hexan
(i) spiro[3.4]octan
(j) 5-etylspiro[3.4]octan
(k) spiro[4.5]decan
(l) 8-ipropylspiro[4.5]decan
(g) spiro[2,3]hexan
(h) 1-metylspiro[2.3]hexan
(i) spiro[3.4]octan
(j) 5-etylspiro[3.4]octan
(k) spiro[4.5]decan
53. 52
(l) 8-ipropylspiro[4.5]decan
Bài 28. V công th c c u t o c a các hiñrocacbon hai vòng no sau
(e) Bixiclo[2.2.1]heptan
(f) Bixiclo[5.2.0]nonan
(g) Bixiclo[3.1.1]heptan
(h) Bixiclo[3.3.0]octan
Bài 29. Cho bi t công th c c u t o c a các ch t có công th c sau
(e) bixiclobutan
(f) 2-metylbixiclobutan
(g) bixiclo[3.2.1]octan
(h) 8-metylbixiclo[3.2.1]octan
(e) bixiclobutan
(f) 2-metylbixiclobutan
54. 53
(g) bixiclo[3.2.1]octan
(h) 8-metylbixiclo[3.2.1]octan
2.2. Hóa l p th
2.2.1. Đ ng phân hình h c
Bài 30. Trong s các ñ ng phân c u t o c a xicloankan có công th c phân t C5H10,
có m t ch t xu t hi n ñ ng phân hình h c, bi u di n c u trúc c a hai ñ ng phân
hình h c ñó. Đ c tên
Bài 31. Bi u di n các ñ ng phân hình h c c a xicloankan có công th c phân t
C6H12. Đ c tên
55. 54
Bài 32. Xác ñ nh c u trúc c a các ch t có tên sau
(a) cis-1,2-dimetylxiclohexan
(b) trans-1,2-dimetylxiclohexan
(c) cis-1,4-dimetylxiclohexan
(d) trans-1,4-dimetylxiclohexan
2.2.2. Đ ng phân quang h c
Bài 33. Xác ñ nh c u hình R, S c a các ch t sau:
Bài 34. Khi cho 1,2-dimetylxiclohexan tác d ng v i Br2 (1:1) ñun nóng ñư c h n
h p raxemic. Bi u di n hai ñ ng phân quang h c ñó.
Bài 35. Cho bi t s n ph m khi cho xiclohexen vào dung d ch KMnO4 loãng.
56. 55
Bài 36. Cho bi t s n ph m khi cho xiclohexen tác d ng v i RCOOOH, sau ñó th y
phân.
2.2.3. C u d ng
Bài 37. Xét c u d ng sau:
1
234
5
6
(a) Nhóm metyl g n phía dư i C-6 là liên k t tr c (axial) hay liên k t biên
(equatorial)?
(b) So sánh ñ b n khi nhóm metyl g n phía dư i C-1 và C-4.
(c) Khi nhóm metyl g n vào C3 thì t o ra c u d ng b n, v y nó g n vào dư i hay
trên?
(d) Nhóm CH3 là liên k t tr c (a)
CH3
6
(e) C-1 kém b n hơn C-4, vì liên k t tr c kém b n hơn liên k t biên (e).
57. 56
CH3
1
H3C
4
(f) Nhóm CH3 g n vào C-3 t o ra c u d ng b n thì ph i là liên k t biên, tương ng
v i v trí này là g n vào phía dư i.
H3C
H
Bài 38. So sánh tính b n c a ñ ng phân l p th 1,3,5-trimetylxiclohexan.
H
CH3
H CH3
H
H3C
H
CH3
H
CH3
H
H3C
cis-1,3,5-trimetylxiclohexan
H
CH3
H3C H
H
H3C
CH3
CH3
H
CH3
H
H
trans-1,3,5-trimetylxiclohexan
T t c nhóm CH3 biên trong cis-1,3,5-trimetylxiclohexan nên nó b n hơn
trans-1,3,5-trimetylxiclohexan có ch a m t nhóm CH3 tr c.
Bài 39. Vi t c u trúc phân t có c u d ng b n nh t cho m i h p ch t sau:
(a) trans-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan.
(b) cis-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan
(c) trans-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan.
(d) cis-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan
Đ có ñ ng phân c u d ng b n nh t thì nhóm l n n m biên
H3C
H
H
C(CH3)3
cis-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan
H
C(CH3)3
trans-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan
H3C
H
H
C(CH3)3
cis-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan
H
CH3
Bài 40. Nhi t ñ t cháy c a c a xicloankan như sau:
58. 57
Xicloankan 3 4 5 6 7 8
∆Hc
(kJ/mol)
-2090 -2718 -3288 -3918 -
4632
-
53064
(a) Tính ∆Hc cho m i nhóm CH2 trong các xicloankan ñã cho.
(b) Tính s c căng góc c a các xicloankan ñã cho. Bi t r ng xiclokankan tư ng
trưng co h không có có s c căng góc.
(c) Phân lo i xicloankan b ng s nguyên t cacbon trên vòng và s c căng góc.
(a), (b)
Xicloankan 3 4 5 6 7 8
∆Hc (kJ/mol) -2090 -2718 -3288 -3918 -4632 -53064
∆Hc (CH2) (kJ/mol) -697 -680 -658 -653 -662 -663
-3×653 -4×680 -3×658 -6×653 -7×662 -8×663
S c căng góc
(kJ/mol)
131 106 23 0 61 80
(c) Vòng nh (C3-C4) có s c căng l n, Vòng thông thư ng (C5-C6), có s c căng nh
ho c b ng không. Vòng trung bình (C7-C12) có s c căng nh . Vòng l n (>12) s c
căng t do.
Bài 41. S c căng Baeyer là gì?
Xu t phát t hai tiên ñ là các vòng no có c u trúc ph ng và góc bình thư ng c a
hiñrocacbon no là 1090
28’, năm 1885, Baeyer cho r ng s kéo nh hay trương r ng
các góc c a vòng no ñ u d n ñ n m t s c căng làm cho tính b n c a vòng gi m ñi.
Ngư i ta g i ñó là s c căng Baeyer. S c căng càng l n, vòng tương ng càng ít b n.
Đ m nh c a s c căng ñư c ñánh giá b ng θ. θ ñư c tính theo công th c
( )
×−
−=θ
n
1802n
'28109
2
1 0
ví d :
n 3 4 5 6 7 8 9
θ 240
44’ 90
44’ 00
44’ -50
44’ 90
33’ 120
46’ -150
06’
Bài 42. Vì sao nói liên k t C-C trong xilopropan ñư c g i là “liên k t qu chu i”?
Xiclopropan là h p ch t vòng no duy nh t có c u t o ph ng. Theo quan ni m
hi n ñ i, ph n xen ph c c ñ i c a các ñám mây electron không n m trên ñư ng
th ng n i li n hai nguyên t cacbon mà có s u n cong. S u n cong này làm cho
ph n xen ph ñám mây electron có gi m ñi, nhưng s p x p như th có l i v m t
năng lư ng. Các liên k t C-C này ñư c g i là “liên k t qu chu i”, nó mang tính
ch t trung gian gi a liên k t σ và π bình thư ng. Do s u n cong như v y, th c t
góc liên k t c a vòng ch b ng 1060
ch không ph i 1090
28’ và l n hơn nhi u so
59. 58
v i góc c u t o ph ng c a tam giác ñ u (600
). Xiclopropan r t d b m vòng dư i
tác d ng c a hiñrohalogenua, Br2 và b hiñro hoá có ch t xúc tác.
Bài 43. Th nào là l c ñ y Pitze?
Th c t , các vòng no (tr xiclopropan) không ph i là nh ng vòng ph ng. Trong
m t vòng ngoài s c căng góc Baeyer có có m t l c ñ y n a ñó là l c ñ y gi a các
nguyên t hiñro tr ng thái che khu t m t ph n hay toàn ph n gây nên, do ñó m t
vài nguyên t cacbon c a vòng b l ch ra kh i m t ph ng vòng. L c ñ y ñó g i là
l c ñ y Pitze.
Bài 44. Nguyên nhân nào ñ xiclobutan t n t i d ng không ph ng?
Theo quan ni m hi n nay, xiclobutan có c u t o không ph ng góc g p có giá tr
kho ng 20-250
. Tính không ph ng c a xiclobutan ñư c ch ng t t các d ki n th c
nghi m c a gi n ñ Rơnghen, gi n ñ electron, momen lư ng c c, ph c ng hư ng
t h t nhân và m t s phương pháp khác. Nguyên nhân ch y u ñ xiclobutan t n
t i d ng không ph ng là ñ gi m s c căng Pitz.
Bài 45. Xiclopentan t n t i hai c u d ng không ph ng: d ng “phong bì” và d ng
“n a gh ”. Hãy v hai c u d ng này và cho bi t d ng nào có tâm ñ i x ng, d ng
nào có tr c ñ i x ng.
N u gi s phân t xiclopentan n m trên m t m t ph ng thì góc l ch 00
44, do ñó
coi như không có s c căng Baeyer. Nhưng ñây 5 liên k t C-C d ng che khu t
nên l i xu t hi n s c căng Pitz. Th c t xiclopentan t n t i hai c u d ng không
ph ng là c u d ng phong bì có m t ph ng ñ i x ng nên còn g i là c u d ng Cs -
(hình trái). C u d ng n a gh có tr c ñ i x ng b c hai nên còn g i là c u d ng C2
(hình ph i)
60. 59
Lưu ý: Khi th c hi n phép quay phân t xung quanh tr c ñ i x ng Cn m t góc
n
2π
=ϕ sao cho phân t trùng v i chính nó. Tr c quay Cn g i là tr c ñ i x ng c p n.
Bài 46. Bi u di n hai ñ ng phân hình h c c a decaclin
hay
hay
Bài 47. Đ c tên các ch t sau:
(a) (b) (c) (d)
Bài 48. Xicloankan nào có ñ ng phân cis – trans? V c hai ñ ng phân ñó.
(d) 1,3-dimetylxiclopantan
(e) Etylxiclopantan
61. 60
(f) 1-etyl-2-metylxiclobutan
(d) 1,3-dimetylxiclopantan. Có ñ ng phân cis – trans
(e) Etylxiclopantan. Không có ñ ng phân cis-trans.
C2H5 C2H5
Hai ch t trên là m t.
(f) 1-etyl-2-metylxiclobutan: Có ñ ng phân cis-trans
Bài 49. Vi t các ñ ng phân l p th c a 1 – metyl – 2,3 – dicloxiclopropan. (trích ñ
thi olympic sinh viên toàn qu c 2005)
Các ñ ng phân l p th c a 1- metyl – 2,3 – dicloxiclopropan có 4 ñ ng phân.
N u hai nguyên t clo v trí trans thì có hai ñ i quang, còn n u hai nguyên t clo
v trí cis thì tuỳ theo v trí c a nhóm CH
3
- mà ch có thêm hai ñ ng phân (các
ñ ng phân này có nh qua gương ph ng trùng v i chúng, meso):
62. 61
PH N 3: BÀI T P T NG H P
Bài 50. Hai xicloankan M và N ñ u có t kh i hơi so v i metan b ng 5,25. Khi
monoclo hoá (có chi u sáng) thì M cho 4 h p ch t, N ch cho m t h p ch t duy
nh t.
a. Hãy xác ñ nh công th c c u t o c a M và N .
b. G i tên các s n ph m t o thành theo danh pháp IUPAC .
c. Cho bi t c u d ng b n nh t c a h p ch t t o thành t N, gi i thích.
(Trích ñ thi HSG qu c gia năm 2000)
a. n=6
CTPT c a M (N ): C6H12.
Theo các d ki n ñ u bài, M và N có các CTCT:
M : CH3 N :
CH2 Cl CH3
Cl
CH3
Cl
CH3
Cl
Cl
A B C
D E
b. A : 1-Clo-1-metylxiclopentan
B: (Clometyl)xiclopentan D: 1-Clo-3-metylxiclopentan
C : 1-Clo-2-metylxiclopentan E: Cloxiclohexan
c. C u d ng b n nh t c a N :
Cl
Vì : D ng gh b n nh t. Nhóm th v trí e b n hơn v trí a .
Bài 51. ng v i công th c C3H4Cl2 có bao nhiêu ñ ng phân là ñicloxiclopropan?
Vi t công th c các ñ ng phân ñó. Cho bi t ñ ng phân nào có tính quang ho t?
. Các ñ ng phân là dicloxiclopropan
63. 62
Cl Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
(I) (II) (III ) (IV )
Trong các ñ ng phân trên, ñ ng phân (I) không có C* nên không có tính quang
ho t. Đ ng phân (II) là meso vì có m t ph ng ñ i x ng. Đ ng phân (III) và (IV) có
tính quang ho t.
Bài 52. V c u trúc c a (1R)(3S)-xiclohexan-1,3-ñiol và cho bi t c u d ng b n c a
h p ch t này?
. C u trúc c a phân t (1R)(3S)-xiclohexan-1,3-ñiol là
OH
OH
H
H
C u d ng b n c a phân t : d ng gh v i c hai nhóm OH ñ u v trí a ñ hai nhóm
OH có th t o liên k t hidro n i phân t . Còn n u v trí e s không t o ñư c liên
k t hidro nên kém b n hơn
HO
H H
OH
OH
O
H
H
H
Câu 3 (b)
- C u d ng b n khi nhóm isopropyl v trí biên.
- Khi c hai nhóm metyl ñ u v trí biên:
Câu 3 (c)
64. 63
Câu 4
Đ t CxHy là công th c phân t c a X
8:5765,11:353,7
1
765,11
:
12
235,88
y:x ===
X có d ng C5nH8n. X có ñ b t bão hòa 1n
2
n82n10
+=
−+
=∆
Do có 3 vòng nên n + 1 = 3, suy ra n = 2 , công th c phân t c a A là C10H16
X có 3 vòng 6C nên công th c c u t o c a nó là:
hay
- Ch n n i dung b i dư ng
Tùy vào kh năng c a h c sinh ta ch n n i dung b i dư ng cho phù h p, có
th tri n khai c h th ng bài t p t cơ b n ñ n nâng cao hay ch tri n khai m t
ph n bài t p nâng cao.
- Đ nh hư ng và phát tri n kh năng t h c cho h c sinh
Đ có k t qu cao trong b i dư ng HSG, giáo viên ph i ñ nh hư ng và phát
tri n kh năng t h c c a h c sinh. Đ làm t t ñi u này, chúng tôi ph i c th hóa
bài t p, bài t p có l i gi i ñ h c sinh t ñ c, t ki m tra bài gi i c a mình …
II.1.3. Nâng cao năng l c b i dư ng HSG cho ñ i ngũ giáo viên
- Thông qua vi c xây d ng và d y chuyên ñ chuyên sâu trong vi c b i dư ng
HSG môn Hóa h c thì năng l c c a GV cũng d n phát tri n
- Giáo viên t ñ m trách n i dung b i dư ng: “H th ng bài t p Danh pháp và
Hóa l p th c a hidrocacbon vòng no”, gi m d n th i lư ng m i các Giáo sư, Ti n
sĩ thính gi ng.
II.2. Kh năng áp d ng c a gi i pháp
- Áp d ng trong ph m vi d y ñ i tuy n HSG d thi c p Qu c gia.
- Áp d ng r ng rãi trong ph m vi b i dư ng HSG d thi c p t nh, môn Hóa
h c.
Cơ s khoa h c:
+ Trong chương trình Hóa H u cơ có l p 11, 12 THPT có n i dung Danh pháp
và Hóa l p th c a m t s xicloankan, tuy nhiên ph n bài t p ñ h c sinh v n d ng
và rèn luy n thì g n như không có.
+ Trong m t s ñ thi HSG c p t nh môn Hóa THPT có bài t p n i dung này
65. 64
II.3. L i ích kinh t , xã h i
III.3.1. Góp ph n vào thành tích HSG Qu c gia, môn Hóa h c
a. V s thí sinh d thi
Bình Đ nh ñư c B GD&ĐT cho 8 thí sinh d thi môn Hóa (thông thư ng 6
h c sinh/1môn/1 t nh, thành ph )
b. Thành tích môn Hóa trong các năm g n ñây
HSG Qu c Gia môn Hóa c a Bình Đ nh x p cao nh t khu v c thi ñua vùng IV
do B GD&ĐT quy ñ nh:
Năm h c S gi i
1011-2012 5
2012-2013 7
III.3.2. Góp ph n phát tri n năng l c b i dư ng HSG cho Giáo viên Nghiên
c u h th ng bài t p, gi ng d y các chuyên ñ chuyên sâu thì năng l c c a GV cũng
phát tri n. Giáo viên d n t b i dư ng n i dung này cũng như các n i dung khác
thay vì trư c ñây ph i m i thêm Giáo sư, Ti n sĩ thính gi ng.
III.3.3. Nâng cao năng l c t h c c a h c sinh gi i các c p
Qua h th ng bài t p cơ b n, nâng cao, có l i gi i giúp h c sinh t h c có hi u
qu .
III.3.4. Ti t ki m th i gian cho Giáo viên và h c sinh
Giáo viên cũng như h c sinh không m t th i gian ñ tìm, d ch tài li u, ñ c
hi u bài t p vì thư ng bài t p không có l i gi i.
III.3.5. K t h p vi c b i dư ng HSG các c p
Đ i v i h c sinh d thi HSG c p t nh ch b i dư ng nh ng bài t p cơ b n và
tr ng tâm, HSG d thi c p Qu c gia thì các bài t p nâng cao, m r ng. Đi u này s
góp ph n làm cho phong trào b i dư ng HSG môn Hóa t nh nhà ngày càng phát
tri n và nâng cao hi u qu b i dư ng HSG thi c p Qu c gia.
C. K T LU N
1. Đ tài ñã t o m t ngu n tư li u, giúp giáo viên tham kh o ñ t b i dư ng
HSG các c p
2. H th ng bài t p t ñơn gi n ñ n ph c t p ñ u có l i gi i giúp cho h c sinh
t ôn t p, phát tri n kh năng t h c, góp ph n nâng cao k t qu trong các kì thi
HSG môn Hóa./.
66. 65
I. DANH PHÁP HIDROCACBON VÒNG NO
I.1. Monoxicloankan
I.1.1. Nguyên t c ñ c tên
I.1.2. Bài t p cơ b n
D ng: T CTCT g i tên
Bài 1: ......
Bài 2 : .........
D ng: T Tên g i, xác ñ nh c u t o
I.1.3. Bài t p nâng cao
Bài 4: .....
67. 66
Bài 4: .......
I.2. Polixicloankan
II.2.1. Nguyên t c ñ c tên
II.2.2. Bài t p cơ b n
D ng: T CTCT g i tên
Bài 1: ......
Bài 2 : .........
D ng: T Tên g i, xác ñ nh c u t o
Bài 1
Bài 2
C U TRÚC
Tên: “Xây d ng h th ng bài t p Danh pháp và Hóa l p th c a hidrocacbon vòng
no dùng b i dư ng ñ i tuy n thi h c sinh gi i Qu c gia”.
I. Danh pháp hidrocacbon vòng noư
1. Monoxicloankan
1.1. Nguyên t c ñ c tên
1. 2. Bài t p cơ b n
- T công th c, g i tên
- T tên g i, xác ñ nh công th c
1.3. Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i
2. Polixicloankan
2.1. Nguyên t c ñ c tên
2. 2. Bài t p cơ b n có l i gi i
- T công th c, g i tên
- T tên g i, xác ñ nh công th c
2.3. Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i
II. Hóa l p th c a hiñrôcacbon vòng no
1. Khái ni m, cis,trans, ...
2. Hóa l p th c a monoxicloankan
2.1 Bài t p có l i gi i
- T c u trúc, xác ñ nh danh pháp cis,trans, R, S
- T danh pháp cis, trans, R, S xác ñ nh c u trúc
68. 67
- Vi t các ñ ng phân l p th c a m t ch t ñã cho CTCT
- Bi u di n công th c ph i c nh, Niumen
- Xác ñ nh c u trúc l p th b n
2.2. Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i
3. Hóa l p th c a polixicloankan
2.1 Bài t p có l i gi i
- T c u trúc, xác ñ nh danh pháp cis,trans, R, S
- T danh pháp cis,trans, R, S xác ñ nh c u trúc
- Vi t các ñ ng phân l p th c a m t ch t ñã cho CTCT
2.2. Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i
III. Bài t p t ng h p
Bài t p cơ b n có l i gi i
Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i
IV. Đ ki m tra
69. 68
C U TRÚC
Tên: “Xây d ng h th ng bài t p Danh pháp và Hóa l p th c a hidrocacbon vòng
no dùng b i dư ng ñ i tuy n thi h c sinh gi i Qu c gia”.
I. Danh pháp hidrocacbon vòng noư
1. Monoxicloankan
1.1. Nguyên t c ñ c tên
1. 2. Bài t p cơ b n
- T công th c, g i tên
- T tên g i, xác ñ nh công th c
1.3. Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i
2. Polixicloankan
2.1. Nguyên t c ñ c tên
2. 2. Bài t p cơ b n có l i gi i
- T công th c, g i tên
- T tên g i, xác ñ nh công th c
2.3. Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i
II. Hóa l p th c a hiñrôcacbon vòng no
1. Khái ni m, cis,trans, ...
2. Hóa l p th c a monoxicloankan
2.1 Bài t p có l i gi i
- T c u trúc, xác ñ nh danh pháp cis,trans, R, S
- T danh pháp cis, trans, R, S xác ñ nh c u trúc
- Vi t các ñ ng phân l p th c a m t ch t ñã cho CTCT
- Bi u di n công th c ph i c nh, Niumen
- Xác ñ nh c u trúc l p th b n
2.2. Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i
3. Hóa l p th c a polixicloankan
2.1 Bài t p có l i gi i
- T c u trúc, xác ñ nh danh pháp cis,trans, R, S
- T danh pháp cis,trans, R, S xác ñ nh c u trúc
- Vi t các ñ ng phân l p th c a m t ch t ñã cho CTCT
2.2. Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i
III. Bài t p t ng h p
Bài t p cơ b n có l i gi i
Bài t p nâng cao có l i gi i và không l i gi i