Nhóm chức trong hóa học hữu cơ: nhóm –OH, –CHO, –COOH, –NH2, bảng nhóm chức và bài tập có đáp án Hóa 11
Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử gây ra tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất hữu cơ. Bảng nhóm chức quan trọng gồm alcohol, aldehyde, ketone, carboxylic acid, ester, amine, dẫn xuất halogen, phổ hồng ngoại nhận diện nhóm chức, ví dụ và bài tập có đáp án.
Nhóm chức là gì?
Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử hợp chất hữu cơ gây ra những tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất đó. Các hợp chất có cùng nhóm chức có tính chất hóa học tương tự nhau, nên nhóm chức là cơ sở để phân loại và nghiên cứu hợp chất hữu cơ.
Bảng các nhóm chức quan trọng
| Nhóm chức | Tên loại hợp chất | Ví dụ |
|---|---|---|
| $-\ce{OH}$ gắn vào C no | Alcohol | $\ce{CH3CH2OH}$ (ethanol) |
| $-\ce{OH}$ gắn vào vòng benzene | Phenol | $\ce{C6H5OH}$ |
| $-\ce{CHO}$ | Aldehyde | $\ce{CH3CHO}$ (acetaldehyde) |
| $>\ce{C=O}$ giữa hai C | Ketone | $\ce{CH3COCH3}$ (acetone) |
| $-\ce{COOH}$ | Carboxylic acid | $\ce{CH3COOH}$ (acetic acid) |
| $-\ce{COO-}$ | Ester | $\ce{CH3COOCH3}$ (methyl acetate) |
| $-\ce{NH2}$ | Amine | $\ce{CH3NH2}$ (methylamine) |
| $-\ce{X}$ (F, Cl, Br, I) | Dẫn xuất halogen | $\ce{CH3Cl}$ |
Ví dụ 1
Xác định nhóm chức trong $\ce{CH3CH2CHO}$, $\ce{CH3COOH}$, $\ce{CH3COOCH3}$.
Lần lượt là $-\ce{CHO}$ (aldehyde), $-\ce{COOH}$ (carboxylic acid), $-\ce{COO-}$ (ester).
Ví dụ 2
$\ce{HOCH2CH2COOH}$ có những nhóm chức nào?
Có nhóm $-\ce{OH}$ (alcohol) và nhóm $-\ce{COOH}$ (carboxylic acid), là hợp chất tạp chức.
Nhận diện nhóm chức bằng phổ hồng ngoại (IR)
Mỗi liên kết hấp thụ bức xạ hồng ngoại ở vùng số sóng đặc trưng:
| Liên kết | Số sóng (cm⁻¹) | Nhóm chức tương ứng |
|---|---|---|
| O–H (alcohol) | $3200$–$3600$ | Alcohol, phenol |
| O–H (acid) | $2500$–$3300$ (rộng) | Carboxylic acid |
| C=O | $1650$–$1750$ | Aldehyde, ketone, acid, ester |
| C–H | $2850$–$3000$ | Hầu hết hợp chất hữu cơ |
Ví dụ 3
Phổ IR của chất X có peak mạnh ở $1715$ cm⁻¹ và không có peak rộng ở $3300$ cm⁻¹. X có thể là chất nào: $\ce{CH3COCH3}$ hay $\ce{CH3CH2OH}$?
Peak $1715$ cm⁻¹ ứng với liên kết C=O và không có O–H nên X là $\ce{CH3COCH3}$ (acetone).
Xem bài: Hợp chất hữu cơ là gì?
Xem bài: Cấu tạo hóa học và đồng phân
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Nhóm chức là gì?
- Gọi tên nhóm chức trong $\ce{CH3CHO}$, $\ce{C2H5OH}$, $\ce{CH3NH2}$.
- Nhóm chức nào hấp thụ IR mạnh ở khoảng $1700$ cm⁻¹?
- $\ce{H2NCH2COOH}$ chứa nhóm chức nào?
- Phân biệt aldehyde và ketone về mặt cấu tạo.
Đáp án
- Nguyên tử hay nhóm nguyên tử gây ra tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất hữu cơ.
- $-\ce{CHO}$ (aldehyde); $-\ce{OH}$ (alcohol); $-\ce{NH2}$ (amine).
- Nhóm C=O.
- Nhóm $-\ce{NH2}$ (amine) và $-\ce{COOH}$ (carboxylic acid).
- Aldehyde có $-\ce{CHO}$ (C=O ở đầu mạch); ketone có C=O nối với hai C.
Tổng kết
Bài học liên quan
Bài trước: Cấu tạo hóa học và đồng phân
Xem tất cả bài học chủ điểm Đại cương hóa học hữu cơ
Câu hỏi thường gặp
Nhóm chức là gì?
Là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử gây ra tính chất đặc trưng của hợp chất hữu cơ.
Có những nhóm chức nào quan trọng?
$-\ce{OH}$, $-\ce{CHO}$, $>\ce{C=O}$, $-\ce{COOH}$, $-\ce{COO-}$, $-\ce{NH2}$, halogen.
Phổ IR dùng để làm gì?
Nhận diện nhóm chức từ số sóng hấp thụ của các liên kết.
Hợp chất tạp chức là gì?
Hợp chất có từ hai nhóm chức khác nhau trở lên.