Khái niệm, đồng phân và danh pháp của dẫn xuất halogen
Dẫn xuất halogen là sản phẩm thu được khi thay thế nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon bằng nguyên tử halogen khác. Công thức tổng quát của dẫn xuất halogen là RNx, trong đó R là gốc hydrocarbon, X là nguyên tố F, Cl, Br, I, và n là số nguyên tử halogen.
Dẫn xuất halogen có thể có đồng phân mạch carbon và đồng phân về vị trí nhóm chức (vị trí của nguyên tử halogen) trong phân tử. Việc đặt tên dẫn xuất halogen dựa trên danh pháp thay thế và danh pháp thông thường. Mạch carbon được đánh số từ vị trí gần nhóm thế hơn và liên kết bội ưu tiên khi đánh số.
Tính chất vật lý của dẫn xuất halogen
Dẫn xuất halogen có phân tử khối lớn hơn hydrocarbon tương đương, do đó có nhiệt độ nóng chảy và sôi cao hơn. Một số dẫn xuất halogen có phân tử khối nhỏ tồn tại dưới dạng khí ở điều kiện thường, trong khi các dẫn xuất có phân tử khối lớn hơn tồn tại dưới dạng lỏng hoặc rắn.
Dẫn xuất halogen hầu như không tan trong nước, nhưng lại tan tốt trong các dung môi hữu cơ như hydrocarbon và ether.
Tính chất hóa học của dẫn xuất halogen
Dẫn xuất halogen có tính chất hóa học phản ứng dễ dàng do liên kết C-X (X là F, Cl, Br, I) phân cực. Hai phản ứng quan trọng nhất của dẫn xuất halogen là phản ứng thế nguyên tử halogen và phản ứng tách hydrogen halide.
Phản ứng thế nguyên tử halogen xảy ra khi dẫn xuất halogen tham gia phản ứng với dung dịch kiềm, trong đó nguyên tử halogen bị thay thế bằng nhóm OH-, tạo thành alcohol.
Phản ứng tách hydrogen halide xảy ra khi dẫn xuất monohalogen của hợp chất alkane bị tách hydrogen halide và hình thành alkene.
Ứng dụng của dẫn xuất halogen
Dẫn xuất halogen được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất vật liệu polymer, dược phẩm, dung môi và tác nhân làm lạnh. Các dẫn xuất halogen cũng có ứng dụng trong việc bảo vệ thực vật, kích thích sinh trưởng và diệt cỏ.
Tuy nhiên, cần cảnh giác với việc sử dụng quá mức các chất diệt cỏ hoặc chất kích thích tăng trưởng như 2,4-D và 2,4,5-T do chúng có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường.
Bài tập vận dụng về dẫn xuất halogen
Câu 1: C2H5Cl là một dẫn xuất halogen. Dẫn xuất halogen này có tính chất và ứng dụng gì?
Trả lời:
- Tính chất vật lý: C2H5Cl là một chất khí ở điều kiện thường.
- Tính chất hóa học: C2H5Cl có thể tham gia phản ứng thế nguyên tử halogen và phản ứng tách hydrogen halide.
- Ứng dụng: C2H5Cl được sử dụng làm dung môi trong các phòng thí nghiệm và công nghiệp, trong tổng hợp các polymer và các chất cơ nguyên tố, và trong y học như chất gây mê và chất giảm đau tạm thời.
Câu 2: Cho nước vào ống nghiệm chứa dẫn xuất halogen và thử phần nước bằng dung dịch silver nitrate. Mục đích của thí nghiệm này là gì?
Trả lời:
- Mục đích của thí nghiệm là để kiểm tra xem phần nước có chứa ion halide (X-) hay không. Dung dịch silver nitrate được sử dụng để tạo kết tủa với ion halide.
Câu 3: Tại sao không nên lạm dụng các chất diệt cỏ hoặc chất kích thích tăng trưởng có kí hiệu 2,4-D và 2,4,5-T?
Trả lời:
- Không nên lạm dụng các chất diệt cỏ hoặc chất kích thích tăng trưởng 2,4-D và 2,4,5-T vì chúng có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường. Chlorophenol có trong 2,4-D có thể gây hại cho sức khỏe và có khả năng chuyển hóa thành chất Dioxin. Sử dụng quá nhiều các chất này cũng có thể gây kháng thuốc ở các loại cỏ dại.
