Các nguyên tắc sư phạm và phương pháp dạy học chủ yếu được sử dụng trong giảng dạy chất hữu cơ – phương pháp biểu diễn cấu trúc hợp chất hữu cơ
Nội dung chính của phần này có thể triển khai như sau:
1. Công thức Lewis
Công thức Lewis biểu diễn các liên kết giữa các phân tử hay số electron hoá trị của mỗi nguyên tử bằng số electron. Số electron bằng tổng electron của các nguyên tử đóng góp vào và các nguyên tử có xu hướng tạo trạng thái electron lớn nhất có thể có để có vòng electron bền vững của khí trơ.
Về cơ bản, công thức Lewis đã cho thấy được bản chất của các quá trình khi phân tích. Tuy nhiên, biểu diễn bằng công thức này khá phức tạp và dễ gây sai sót, đặc biệt trong một số trường hợp không thể biểu diễn được.
2. Công thức Kekule
Để đơn giản trong cách biểu diễn của Lewis, người ta quy ước biểu diễn các liên kết trong phân tử bằng vạch ngang thay cho cặp electron liên kết.
Để đơn giản trong cách biểu diễn công thức Kekule, có thể ẩn các gạch liên kết, ẩn một phần hay toàn phần tuỳ thuộc vào yêu cầu cách biểu diễn, đồng thời cũng bỏ qua các cặp electron không liên kết, gọi là công thức rút gọn
3. Công thức Fischer, công thức phối cảnh, công thức Newman
a) Công thức phối cảnh
Qui ước biểu diễn:
+ Liên kết nằm trong mặt phẳng được biểu diễn bằng đường liên tục
+ Liên kết hướng ra phía trước biểu diễn bằng đường đậm
+ Liên kết phía sau biểu diễn bằng đường đứt đoạn
Theo một cách khác: để biểu diễn phân tử có 2 nguyên tử C thì liên kết giữa 2C được biểu diễn bằng đường thẳng từ trái sang phải và xa dần người quan sát, các nguyên tử và nhóm nguyên tử liên kết với C cũng được biểu diễn trong không gian bằng các đoạn thẳng xuất phát từ C1 và C2
b) Công thức Newman
Qui ước: Nhìn phân tử dọc theo 1 liên kết nào đó, thường là liên kết C-C
Nguyên tử C ở đầu liên kết xa mắt (bị che khuất C2) được thể hiện bằng hình tròn và nguyên tử gần mắt quan sát (C1) được biểu diễn bằng tâm của hình tròn.
Các liên kết từ C1 được nhìn thấy toàn bộ và xuất phát từ tâm hình tròn (C1).
Các liên kết từ C2 chỉ nhìn thấy được phần ló ra từ chu vi của hình tròn C2
c) Công thức Fisơ (Fischer)
Cấu trúc không gian của phân tử được biểu diễn trên mặt phẳng bằng cách chiếu lên mặt phẳng giấy.
Đặt công thức phối cảnh của phân tử sao cho nguyên tử C trung tâm được chọn nằm trong mặt phẳng trang giấy, hai nhóm thế gần mắt người quan sát khi chiếu lên mặt phẳng thì nằm ở bên phải và bên trái nguyên tử C (hàng ngang), 2 nhóm nguyên tử còn lại xa mắt người quan sát khi chiếu lên nằm trên trục dọc của công thức Fisơ (Fischer).
Thông thường công thức Fisơ được biểu diễn ở dạng chuẩn như sau:
+ Nếu phân tử có nhiều nguyên tử C thì trục dọc là trục của nguyên tử C mạch chính
+ Nếu hai nguyên tử C ở đầu mạch có số oxi hoá như nhau thì ở phía trên là nhóm thế có số thứ tự nhỏ hơn trong tên gọi
Thông thường người ta biểu diễn công thức Fisơ để chỉ các nguyên tử C bất đối, còn khi không có C bất đối thì người ta thường biểu diễn dạng công thức rút gọn để công thức ít phức tạp.
Bài viết liên quan