Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

I. Thành phần nguyên tố và công thức phân tử

Ví dụ: Ethanol có công thức phân tử C₂H₆O. Như vậy, chất này được tạo nên bởi carbon, hydrogen và oxygen. Trong mỗi phân tử ethanol có 2 nguyên tử C, 6 nguyên tử H và 1 nguyên tử O kết hợp với nhau theo tỉ lệ số nguyên tử C : H : O là 2 : 6 : 1.

Ví dụ: Hợp chất glucose có nhiều trong quả nho chín có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆, thì công thức đơn giản nhất là CH₂O.

- Hợp chất A có công thức phân tử là C_xH_yO_z.

- Thiết lập công thức đơn giản nhất bằng cách lập tỉ lệ x : y : z ở dạng số nguyên tối giản p : q : r.

- Phân tích định lượng, ta được tỉ lệ phần trăm các nguyên tố trong phân tử:

Từ đó thiết lập được công thức đơn giản nhất: C_pH_qO_r

Trong đó: 

• p, q, r là các số nguyên tối giản; x, y, z, n là số nguyên dương.
• %C, %H, %O tương ứng là phần trăm khối lượng của các nguyên tố C, H, O trong hợp chất hữu cơ A.

- Khi biết phân tử khối, xác định được giá trị n, từ đó suy ra công thức phân tử.

Mối quan hệ giữa công thức phân tử (C_xH_yO_z) và công thức đơn giản nhất (C_pH_qO_r):

C_xH_yO_z = (C_pH_qO_r)_n                     (n là số nguyên, dương)

II. Phương pháp xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ – Phổ khối lượng (MS)

- Hiện nay, người ta thường xác định phân tử khối của một hợp chất dựa trên phổ khối lượng (phổ MS) của chúng.

- Phổ khối lượng biểu diễn tương quan tỉ lệ khối lượng/điện tích (m/z) của các mảnh với tần suất xuất hiện của chúng.

- Đối với các hợp chất đơn giản, mảnh ion phân tử (kí hiệu là [M⁺]) thường ứng với mảnh có giá trị m/z lớn nhất.

Ví dụ: Phổ MS của phenol, xác định được ion phân tử [M⁺] có giá trị m/z bằng 94, chứng tỏ phenol có phân tử khối bằng 94.