2.3.1. Chuyên đề 1: Cấu hình, cấu dạng của hợp chất hữu cơ

2.3.1. Chuyên đề 1: Cấu hình, cấu dạng của hợp chất hữu cơ

Cấu trúc: Cấu trúc là khái niệm tổng quát bao trùm cả cấu tạo, cấu hình, cấu dạng và cả cấu trúc electron, … Xét cấu trúc của phân tử là xét một vài hay tất cả các yếu tố trên. Các công thức biểu diễn cấu trúc không gian Công thức tứ diện: Đối với phân tử có một nguyên tử cacbon bất đối xứng dạng Cabcd, cấu trúc không gian dạng tứ diện hình 2.1.(a); đối với phân tử có hai nguyên tử cacbon bất đối xứng dạng Cabc–Cacb, cấu trúc không gian dạng tứ diện hình 2.1.(b):

Hình 2.1. Một số loại công thức tứ diện Công thức phối cảnh: Có 2 cách biểu diễn công thức phối cảnh Công thức phối cảnh mô tả phân tử trong không gian ba chiều được quy ước như sau: các nét gạch thường biểu diễn liên kết trên mặt phẳng giấy; các nét gạch đứt biểu diễn liên kết hướng ra xa (ra sau mặt phẳng giấy); các nét gạch đậm biểu diễn liên kết hướng lại gần (về trước mặt phẳng giấy). Ví dụ CH4 và C2H6:

Công thức phối cảnh được biểu diễn theo Sawhorse, phân tử được nhìn chếch từ bên phải, nguyên tử C được hình dung ở giao điểm của các liên kết, còn chính liên kết C–C được mô tả bằng một đường chéo từ trái sang phải và xa dần người quan sát. Tại mỗi nguyên tử cacbon, ngoài liên kết C–C (đường chéo), liên kết bên phải là liên kết hướng về gần người quan sát, liên kết bên trái hướng ra xa, còn liên kết thẳng đứng ở trên mặt phẳng ở giữa.

Công thức Niumen: Phân tử được nhìn theo dọc trục liên kết giữa hai nguyên tử trung tâm (thường C–C), dùng một vòng tròn để biểu thị các nguyên tử đó. Ba nguyên tử gặp nhau ở trung tâm của vòng tròn và tạo nên những góc 1200 là của nguyên tử cacbon thứ nhất (gần người quan sát), còn ba liên kết biểu thị bằng những nét gạch chỉ tới chu vi của vòng tròn thì thuộc về nguyên tử cacbon thứ hai (xa người quan sát). Khi nhìn phân tử C2H6 theo trục C1 – C2 ta thấy C1 ở gần người quan sát có ba liên kết C – H tạo nên những góc 1 (trên mặt phẳng giấy); nguyên tử C2 (bị cấu hình electron khuất bởi C1) cũng có 3 liên kết C – H coi như xuất phát từ tâm vòng tròn nhưng chỉ ló ra từ chu vi

Quy ước: Các liên kết hướng về phía người quan sát ở trên một mặt phẳng nằm ngang (thẳng góc với mặt phẳng giấy) và được mô tả bằng đường kẻ ngang trên giấy; các liên kết hướng về phía xa thì nằm trên mặt phẳng đứng (thẳng góc với mặt phẳng giấy và mặt phẳng nằm ngang ở trên) và được mô tả bằng đường thẳng đứng; đường thẳng đứng ứng với mạch chính của phân tử với nguyên tử cacbon có số oxi hóa cao hơn ở phía trên; các nhóm thế trên đường kẻ ngang thường là nhóm chức; giao điểm của đường kẻ ngang và đường kẻ đứng là vị trí của cacbon.

Chỉ được xoay công thức Fisơ 1800 trong mặt phẳng giấy. Nếu xoay 900 trong mặt phẳng hoặc 1800 ra ngoài mặt phẳng sẽ dẫn đến công thức chất đối quang.