Giải Khoa học tự nhiên 9 trang 107

Đây là bài 22, phần nói về công thức phân tử, công thức cấu tạo và phân loại hợp chất hữu cơ. Trang có cả phần lý thuyết và các câu hỏi hoạt động. Thầy giải hết các câu hỏi.

---

A. Câu hỏi ở trang 105 (về Hình 22.2)

Trước hết cần nhớ hai khái niệm:

• Công thức phân tử: cho biết có những nguyên tố nào và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố. Ví dụ: C₄H₁₀.
• Công thức cấu tạo: cho biết các nguyên tử liên kết với nhau theo thứ tự và kiểu nào (vẽ ra các vạch liên kết).

💡 Mẹo nhớ: "Phân tử đếm số – Cấu tạo vẽ hình". Công thức phân tử chỉ đếm, công thức cấu tạo vẽ ra cách nối.

Câu 1

Đề bài: Trong các công thức từ ① đến ⑥ ở Hình 22.2, công thức nào là công thức phân tử và công thức nào là công thức cấu tạo?

Cách giải

Ta xem từng công thức:

• ① C₄H₁₀ → chỉ ghi nguyên tố và số nguyên tử → công thức phân tử.
• ② H–C–C–C–C–H (có vẽ các vạch liên kết) → công thức cấu tạo.
• ③ Mạch có nhánh, vẽ rõ liên kết → công thức cấu tạo.
• ④ C₂H₆O → chỉ ghi nguyên tố và số nguyên tử → công thức phân tử.
• ⑤ H–C–C–O–H (vẽ vạch liên kết) → công thức cấu tạo.
• ⑥ H–C–O–C–H (vẽ vạch liên kết) → công thức cấu tạo.

🎯 Đáp án: - Công thức phân tử: ① và ④ - Công thức cấu tạo: ②, ③, ⑤ và ⑥

---

Câu 2

Đề bài: Hãy viết các công thức cấu tạo đầy đủ ở Hình 22.2 dưới dạng thu gọn.

Cách giải

"Thu gọn" nghĩa là gom các nguyên tử H đứng cạnh một nguyên tử C lại, không vẽ từng vạch liên kết C–H nữa.

• Công thức ② (mạch thẳng 4 carbon):

> CH₃–CH₂–CH₂–CH₃

• Công thức ③ (mạch có nhánh, carbon giữa gắn thêm một nhóm CH₃):

> CH₃–CH(CH₃)–CH₃

• Công thức ⑤ (có nhóm O–H ở cuối):

> CH₃–CH₂–OH

• Công thức ⑥ (oxygen nằm giữa hai nhóm CH₃):

> CH₃–O–CH₃

---

Câu 3

Đề bài: So sánh công thức phân tử của:
a) hợp chất ② và ③;
b) hợp chất ⑤ và ⑥.

Cách giải

Ta đếm số nguyên tử C và H trong từng công thức cấu tạo rồi viết ra công thức phân tử.

a) Hợp chất ② và ③

• ② CH₃–CH₂–CH₂–CH₃: có 4 nguyên tử C và 10 nguyên tử H → C₄H₁₀.
• ③ CH₃–CH(CH₃)–CH₃: cũng có 4 nguyên tử C và 10 nguyên tử H → C₄H₁₀.

② và ③ có cùng công thức phân tử C₄H₁₀, nhưng cách sắp xếp các nguyên tử khác nhau (một cái mạch thẳng, một cái mạch nhánh).

b) Hợp chất ⑤ và ⑥

• ⑤ CH₃–CH₂–OH: có 2 nguyên tử C, 6 nguyên tử H, 1 nguyên tử O → C₂H₆O.
• ⑥ CH₃–O–CH₃: cũng có 2 nguyên tử C, 6 nguyên tử H, 1 nguyên tử O → C₂H₆O.

⑤ và ⑥ có cùng công thức phân tử C₂H₆O, nhưng thứ tự liên kết khác nhau (một cái có nhóm O–H, một cái oxygen nằm giữa).

💡 Mẹo nhớ: Cùng "đếm" giống nhau nhưng "vẽ" khác nhau → đó là hiện tượng đồng phân.

---

B. Câu hỏi ở trang 106 (về Hình 22.2, 22.3 và Bảng 22.1)

Câu 1

Đề bài: Quan sát các Hình 22.2, 22.3 và cho biết: Phân tử hợp chất hữu cơ có những dạng mạch carbon nào? Chỉ ra các công thức cấu tạo có cùng công thức phân tử. Giải thích tại sao nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau, tính chất khác nhau lại có cùng công thức phân tử.

Cách giải

Các dạng mạch carbon (nhìn Hình 22.3):

• Mạch hở, không phân nhánh (mạch thẳng) – hình a.
• Mạch hở, phân nhánh – hình b.
• Mạch vòng – hình c.

Các công thức cấu tạo có cùng công thức phân tử:

• ② và ③ trong Hình 22.2 cùng là C₄H₁₀.
• ⑤ và ⑥ trong Hình 22.2 cùng là C₂H₆O.
• Hình 22.3a (mạch thẳng) và 22.3b (mạch nhánh) cùng là C₄H₁₀.

Giải thích:

Những chất này có cùng số nguyên tử của mỗi nguyên tố nên công thức phân tử giống nhau. Nhưng thứ tự và cách các nguyên tử liên kết với nhau (tức là cấu tạo hóa học) lại khác nhau.

Mà tính chất của hợp chất hữu cơ phụ thuộc đồng thời vào thành phần phân tử và cấu tạo hóa học. Vì cấu tạo khác nhau nên đây là những chất khác nhau, tính chất khác nhau, dù công thức phân tử trùng nhau.

🎯 Ghi nhớ: Cùng công thức phân tử nhưng khác công thức cấu tạo → là các chất khác nhau (đồng phân) → tính chất khác nhau.

---

Câu 2

Đề bài: Sử dụng bộ mô hình lắp ghép phân tử, lắp ghép các công thức cấu tạo có thể có từ các công thức phân tử C₄H₁₀ và C₃H₆.

Cách giải

Đây là bài thực hành lắp mô hình. Thầy hướng dẫn các công thức cấu tạo cần lắp, ghi nhớ carbon luôn có hóa trị IV (mỗi nguyên tử C tạo đúng 4 liên kết).

Với C₄H₁₀ có 2 công thức cấu tạo:

• Mạch thẳng (butane):

> CH₃–CH₂–CH₂–CH₃

• Mạch nhánh (2‑methylpropane):

> CH₃–CH(CH₃)–CH₃

Với C₃H₆ có 2 công thức cấu tạo:

• Mạch hở có liên kết đôi (propene):

> CH₂=CH–CH₃

• Mạch vòng (cyclopropane): ba nguyên tử C nối thành vòng tam giác, mỗi C gắn 2 nguyên tử H.

> vòng –CH₂–CH₂–CH₂–

Khi lắp mô hình, em chú ý mỗi quả cầu carbon phải đủ 4 que nối; với C₃H₆ thì hoặc dùng một liên kết đôi (hai que nối giữa hai carbon), hoặc nối ba carbon thành vòng.

💡 Mẹo nhớ: Thiếu hydro so với mạch no thì phân tử phải "bù" bằng liên kết đôi hoặc tạo vòng.

---

C. Câu hỏi ở phần IV – Phân loại hợp chất hữu cơ (trang 106)

Câu hỏi

Đề bài: Sắp xếp các chất sau vào một trong hai nhóm – hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon: CH₄, CH₃Cl, CH₂=CH₂, CH₃CH₂OH, CH₃COOH, CH₃NH₂, CH₃CH₂CH₃, CH₃CH=CH₂, CH₃COOCH₂CH₃.

Cách giải

Cách phân loại rất đơn giản:

• Hydrocarbon: phân tử chỉ có carbon và hydrogen.
• Dẫn xuất của hydrocarbon: ngoài C, H còn có thêm nguyên tố khác (O, N, Cl,...).

Ta xét từng chất:

🎯 Đáp án: - Hydrocarbon: CH₄, CH₂=CH₂, CH₃CH₂CH₃, CH₃CH=CH₂ - Dẫn xuất của hydrocarbon: CH₃Cl, CH₃CH₂OH, CH₃COOH, CH₃NH₂, CH₃COOCH₂CH₃

💡 Mẹo nhớ: "Chỉ C với H – là hydrocarbon. Thêm O, N, Cl – thành dẫn xuất."

---

D. Phần lý thuyết (không phải bài tập)

Trên hai trang còn có các phần lý thuyết, thầy tóm tắt nhanh để em nắm:

• Mục III – Đặc điểm cấu tạo: Hợp chất hữu cơ luôn chứa carbon, thường kèm H, O, N, Cl, S... Liên kết chủ yếu là liên kết cộng hóa trị. Carbon luôn có hóa trị IV, các carbon nối được với nhau tạo mạch carbon (thẳng, nhánh, vòng).
• Bảng 22.1: so sánh ba chất methyl chloride, ethylic alcohol, dimethyl ether để thấy tính chất phụ thuộc cả thành phần phân tử lẫn cấu tạo hóa học.
• Mục IV – Phân loại: chia hợp chất hữu cơ thành hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.

🎯 Ghi nhớ cả bài: Công thức phân tử cho biết "có gì, bao nhiêu"; công thức cấu tạo cho biết "nối với nhau ra sao". Hai chất cùng công thức phân tử mà khác cấu tạo thì là hai chất khác nhau. Hợp chất hữu cơ chia làm hai loại: hydrocarbon (chỉ C, H) và dẫn xuất của hydrocarbon (có thêm nguyên tố khác).