CH2=CH2 là ethene: CTCT và 3 chất kế tiếp trong dãy đồng đẳng

CH2=CH2 là ethene (C2H4), chất đầu dãy đồng đẳng alkene CnH2n. Ba chất kế tiếp (mỗi chất hơn kém nhau một nhóm CH2) là: propene CH2=CH–CH3; but-1-ene CH2=CH–CH2–CH3; pent-1-ene CH2=CH–CH2–CH2–CH3. Chúng đều có một liên kết đôi C=C.

CH2=CH2 là chất gì? CTCT ethene và 3 chất kế tiếp

Trả lời nhanh

CH₂=CH₂ là ethene (C₂H₄), chất đầu dãy đồng đẳng alkene C_nH_2n. Ba chất kế tiếp (mỗi chất hơn kém nhau một nhóm CH₂) là: propene CH₂=CH–CH₃; but-1-ene CH₂=CH–CH₂–CH₃; pent-1-ene CH₂=CH–CH₂–CH₂–CH₃. Chúng đều có một liên kết đôi C=C.

Ethene có công thức cấu tạo CH₂=CH₂ nghĩa là gì?

Công thức phân tử của ethene là C₂H₄. Hai nguyên tử carbon nối với nhau bằng một liên kết đôi, mỗi carbon còn liên kết với hai nguyên tử hydrogen. Như vậy mỗi carbon có đủ hoá trị 4 (2 từ liên kết đôi + 2 từ hai liên kết C–H).

Liên kết đôi gồm một liên kết σ bền và một liên kết π kém bền. Chính liên kết π dễ bị phá vỡ nên ethene dễ tham gia phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp và làm mất màu dung dịch bromine.

Phân tử ethene phẳng: 6 nguyên tử cùng nằm trên một mặt phẳng, các góc liên kết xấp xỉ 120°.

Mô hình phân tử ethene CH2=CH2 phẳng với góc liên kết khoảng 120 độ — Cấu tạo phân tử ethene: liên kết đôi C=C và bốn liên kết C–H nằm trong cùng một mặt phẳng.

Dãy đồng đẳng của ethene

Những hydrocarbon mạch hở, có một liên kết đôi C=C trong phân tử được gọi là alkene (olefin). Công thức chung là C_nH_2n (n ≥ 2). Hai chất liên tiếp trong dãy luôn hơn kém nhau một nhóm CH₂, nên có tính chất hoá học tương tự nhau.

n	Công thức phân tử	Công thức cấu tạo thu gọn	Tên	M (g/mol)
2	C₂H₄	CH₂=CH₂	ethene	28
3	C₃H₆	CH₂=CH–CH₃	propene	42
4	C₄H₈	CH₂=CH–CH₂–CH₃	but-1-ene	56
5	C₅H₁₀	CH₂=CH–CH₂–CH₂–CH₃	pent-1-ene	70

Viết công thức cấu tạo của ba chất kế tiếp ethene

Cách làm: giữ nguyên đầu CH₂=CH– rồi kéo dài mạch carbon, mỗi lần thêm một nhóm CH₂.

Propene (C₃H₆): CH₂=CH–CH₃. Gốc CH₃– gắn vào carbon của liên kết đôi. Propene còn gọi là propylene, là nguyên liệu sản xuất nhựa PP.
But-1-ene (C₄H₈): CH₂=CH–CH₂–CH₃. Số “1” cho biết liên kết đôi bắt đầu ở carbon số 1.
Pent-1-ene (C₅H₁₀): CH₂=CH–CH₂–CH₂–CH₃.

Kiểm tra nhanh: đếm H bằng đúng 2 lần số C (C₃H₆, C₄H₈, C₅H₁₀) và mỗi carbon có đúng 4 liên kết (liên kết đôi tính là 2).

Vì sao có thể viết khác đi nhưng vẫn đúng?

Từ C₄H₈ trở đi, alkene có đồng phân. Nếu đề chỉ hỏi “chất kế tiếp trong dãy đồng đẳng” thì thường chọn đồng phân mạch không nhánh có liên kết đôi ở đầu mạch như trên. Tuy vậy, các công thức sau cũng thuộc dãy alkene:

C₄H₈: but-1-ene CH₂=CH–CH₂–CH₃; but-2-ene CH₃–CH=CH–CH₃ (có đồng phân cis và trans); 2-methylpropene CH₂=C(CH₃)–CH₃. Tổng cộng 4 alkene nếu tính cả đồng phân hình học.
C₅H₁₀: có 5 alkene đồng phân cấu tạo (pent-1-ene, pent-2-ene, 2-methylbut-1-ene, 3-methylbut-1-ene, 2-methylbut-2-ene); tính thêm cis–trans của pent-2-ene thì là 6.

Đồng phân cis–trans xuất hiện khi mỗi carbon của liên kết đôi gắn với hai nhóm thế khác nhau. Ví dụ ở but-2-ene, mỗi carbon có H và CH₃, nên có hai dạng. Ở but-1-ene, carbon đầu có hai H giống nhau nên không có cis–trans.

Tính chất hoá học đặc trưng của ethene và các đồng đẳng

Do cùng có liên kết đôi C=C nên các alkene có phản ứng giống nhau. Ví dụ với ethene:

Cộng hydrogen: CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₃ (xúc tác Ni, t°).
Cộng bromine: CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br. Hiện tượng: dung dịch bromine màu nâu đỏ nhạt dần rồi mất màu. Đây là phản ứng dùng để nhận biết alkene.
Cộng HBr: CH₂=CH₂ + HBr → CH₃–CH₂Br. Với propene, sản phẩm chính là 2-bromopropane: CH₂=CH–CH₃ + HBr → CH₃–CHBr–CH₃ (H cộng vào carbon có nhiều H hơn).
Trùng hợp: n CH₂=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)_n (t°, p, xúc tác), tạo polyethylene (PE).
Cháy: C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O (t°). Tổng quát: C_nH_2n + 3n/2 O₂ → nCO₂ + nH₂O, nên khi đốt alkene thì số mol CO₂ bằng số mol H₂O.
Làm mất màu dung dịch KMnO₄: ethene bị oxi hoá, dung dịch tím nhạt dần và xuất hiện kết tủa nâu đen MnO₂.

Lỗi sai thường gặp khi viết công thức

Viết CH₂=CH₃ hoặc CH₃=CH₂: sai, vì carbon có hoá trị 5 hoặc H bị thiếu. Carbon đầu mạch của liên kết đôi là CH₂=, carbon còn lại là =CH–.
Thêm CH₂ vào giữa liên kết đôi: CH₂=CH₂–CH₃ sai, vì CH₂ chỉ còn đúng 2 liên kết đơn nên không thể có liên kết đôi. Phải là CH₂=CH–CH₃.
Nhầm với alkane hoặc alkyne: C₃H₈ là alkane (propane), C₃H₄ là alkyne hoặc diene. Công thức C_nH_2n mới là alkene (hoặc cycloalkane, xét thêm tính chất).
Quên số chỉ vị trí liên kết đôi khi gọi tên từ C₄ trở đi (but-1-ene, không chỉ gọi “butene”).

Mẹo nhớ nhanh

Đọc tên theo số carbon: eth (2), prop (3), but (4), pent (5), đuôi “-ene” báo hiệu có liên kết đôi. Muốn viết công thức, hãy vẽ khung C=C trước, sau đó nối thêm CH₃–, CH₃CH₂– vào carbon thứ hai. Cuối cùng đếm lại số H để kiểm tra công thức C_nH_2n.

Bài luyện tập có đáp án

Bài 1. Viết công thức cấu tạo thu gọn của các alkene mạch không nhánh có công thức phân tử C₄H₈.

Đáp án: but-1-ene CH₂=CH–CH₂–CH₃ và but-2-ene CH₃–CH=CH–CH₃ (có dạng cis và trans).

Bài 2. Một alkene có phân tử khối bằng 84. Xác định công thức phân tử.

Đáp án: M = 14n = 84, suy ra n = 6, công thức C₆H₁₂ (kiểm tra: 6·12 + 12 = 84).

Bài 3. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol propene thì thu được bao nhiêu mol CO₂ và H₂O?

Đáp án: C₃H₆ + 9/2 O₂ → 3CO₂ + 3H₂O. Vậy thu được 0,3 mol CO₂ và 0,3 mol H₂O.

Bài 4. Dẫn 2,8 gam ethene qua dung dịch bromine dư. Tính khối lượng sản phẩm tạo thành.

Đáp án: n(C₂H₄) = 2,8 : 28 = 0,1 mol. Theo phương trình, tạo 0,1 mol CH₂Br–CH₂Br (M = 188), khối lượng = 18,8 gam.

Câu hỏi thường gặp

CH2=CH2 là công thức của chất nào?

Đó là công thức cấu tạo thu gọn của ethene (tên cũ: etilen), công thức phân tử C2H4, chất đầu tiên của dãy đồng đẳng alkene CnH2n.

Ba chất kế tiếp ethene trong dãy đồng đẳng là gì?

Là propene CH2=CH–CH3, but-1-ene CH2=CH–CH2–CH3 và pent-1-ene CH2=CH–CH2–CH2–CH3. Mỗi chất hơn chất trước một nhóm CH2.

Vì sao viết CH2=CH2–CH3 là sai?

Vì nhóm CH2 ở giữa chỉ còn hai liên kết với hai nguyên tử H và hai liên kết đơn, không còn hoá trị để tạo liên kết đôi. Công thức đúng của propene là CH2=CH–CH3.

Làm sao nhận biết ethene và các alkene?

Dẫn khí qua dung dịch bromine hoặc dung dịch KMnO4. Nếu dung dịch mất màu (KMnO4 còn tạo kết tủa nâu đen MnO2) thì khí đó có liên kết đôi C=C.