Đồng phân hình học, đặc biệt là đồng phân cis-trans, là một khái niệm quan trọng trong hóa học hữu cơ. Để một hợp chất hữu cơ có đồng phân cis-trans, nó cần đáp ứng những điều kiện nhất định về cấu trúc. Bài viết này sẽ đi sâu vào các điều kiện này và xác định các chất có khả năng tạo thành đồng phân cis-trans.
Điều kiện tiên quyết để một phân tử có thể tồn tại ở dạng đồng phân cis-trans là phải có một liên kết đôi (C=C) hoặc một vòng no mà trên đó, mỗi nguyên tử carbon tham gia liên kết đôi hoặc mỗi nguyên tử carbon trong vòng no phải liên kết với hai nhóm thế khác nhau.
Xét các chất sau:
- CH3CH=CH2 (I)
- CH3CH=CHCl (II)
- CH3CH=C(CH3)2 (III)
- C2H5-C(CH3)=C(CH3)-C2H5 (IV)
- C2H5-C(CH3)=CCl-CH3 (V)
Chúng ta sẽ phân tích từng chất để xem xét khả năng tạo đồng phân cis-trans.
Phân tích chi tiết từng chất:
(I) CH3CH=CH2 (Propen):
Ở phân tử propen, một nguyên tử carbon của liên kết đôi (C=C) liên kết với hai nguyên tử hydro giống nhau. Vì vậy, propen không có đồng phân cis-trans.
(II) CH3CH=CHCl (2-Clopropen):
Phân tử 2-Clopropen có một nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với một nhóm CH3 và một nguyên tử H, nguyên tử carbon còn lại của liên kết đôi liên kết với một nguyên tử H và một nguyên tử Cl. Do đó, 2-Clopropen có đồng phân cis-trans.
(III) CH3CH=C(CH3)2 (2-Metylbut-2-en):
Trong phân tử 2-Metylbut-2-en, một nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với hai nhóm metyl (CH3) giống nhau. Do đó, 2-Metylbut-2-en không có đồng phân cis-trans.
(IV) C2H5-C(CH3)=C(CH3)-C2H5 (3,4-Đimetylhex-3-en):
Phân tử 3,4-Đimetylhex-3-en có mỗi nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với một nhóm etyl (C2H5) và một nhóm metyl (CH3), thỏa mãn điều kiện để có đồng phân cis-trans.
(V) C2H5-C(CH3)=CCl-CH3 (2-Clo-3-metylpent-2-en):
Phân tử 2-Clo-3-metylpent-2-en có mỗi nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với hai nhóm thế khác nhau. Cụ thể, một bên là etyl (C2H5) và metyl (CH3), bên còn lại là clo (Cl) và metyl (CH3), thỏa mãn điều kiện để có đồng phân cis-trans.
Kết luận:
Các chất (II), (IV) và (V) có đồng phân hình học cis-trans. Do đó, đáp án đúng là các chất 2-Clopropen, 3,4-Đimetylhex-3-en và 2-Clo-3-metylpent-2-en. Việc xác định đồng phân cis-trans đòi hỏi sự hiểu biết về cấu trúc phân tử và khả năng phân tích các nhóm thế xung quanh liên kết đôi hoặc vòng no.
