B. Thảo luận

● Quy luật chi phối nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi:

- Hợp chất ion thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất cộng hóa trị.

- Trong cùng dãy đồng đẳng, hoặc trong một dãy chất mà mức độ phân cực không khác nhau nhiều thì nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thường tăng theo phân tử khối.

-  Trong dãy chất đồng phân thì chất nào có chứa nhóm phân cực hơn, tạo được nhiều liên kết hidro liên phân tử hơn thì thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn. Đối với các đồng phân không tạo được liên kết hidro thì đồng phân nào có cấu tạo gọn gàng hơn (cấu tạo đối xứng hơn) thường có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhưng nhiệt độ sôi thì thường thấp hơn.

● Quy luật chi phối  tính tan: "Giống nhau thì tan vào nhau"

Khi xét độ tan trong nước của chất hữu cơ cần chú ý tới tương quan về số lượng và lực tương tác của hợp phần ưa nược so với hợp phần kị nước.

3.1. Không những cần chú ý tới khoảng cách giữa các phân tử mà còn cần chú ý tới diện tích bề mặt tiếp xúc giữa chúng.

3.2.  Nhiệt độ nóng chảy: D > C > B > A  (D có cấu tạo ion lưỡng cực).

Độ tan trong nước: D > C > B ≈ A.

Lực axit: B > A > C > D.

3.3. Theo tài liệu tra cứu thì độ tan không theo nhận định mà tác giả đã đưa ra:

Cần chú ý rằng độ tan trong nước phụ thuộc vào tương quan giữa hợp phần ưa nước và hợp phần kị nước trong phân tử.

3.4. ở thể rắn các phân tử axit stearic có cấu trúc thẳng, gọn gàng, dễ sắp xếp chặt khít nên lực hút giữa chúng mạnh hơn, trong khi đó các phân tử axit oleic có cấu trúc uốn gập (ở chỗ cấu hình cis), cồng kềnh, khó sắp xếp chặt khít nên lực hút giữa chúng yếu hơn. Hình dưới đây cho thấy cùng một thể tích sẽ chứa được nhiều phân tử có cấu trúc thẳng hơn là phân tử có cấu trúc uốn gập:

3.5. Giữa các phân tử axit béo có liên kết hidro liên phân tử, còn giữa các phân tử triglixerit thì không có liên kết hidro liên phân tử.

3.6. Phân tử các chất lipit cấu tạo chủ yếu từ các nhóm không phân cực (nhóm kị nước) và ít phân cực nên chúng tan trong dung môi không phân cực mà không tan trong nước.

3.7. Phân tử glucozơ, fructozơ (C₆H₁₂O₆) đều có cấu trúc gọn gàng (vòng 6 hoặc 5 cạnh) có 4 nhóm OH và 1 nhóm C=O đều là những nhóm phân cực và tạo được nhiều liên kết hiddro liên phân tử. Phân tử axit oleic (C₁₈H₃₄O₂)  có cấu hình cis cồng kềnh mà chỉ có 1 nhóm OH và 1 nhóm C=O tạo được ít liên kết hiđro liên phân tử.

3.8. Đisaccarit có nhiều nhóm phân cực và tạo nhiều liên kết hiđro liên phân tử hơn so với monosaccarit hợp thành nên có nhiệt độ nóng chảy cao hơn.

3.9. Tinh bột và xenlulozơ  là những hợp chất cao phân tử, lại có vô vàn liên kết hiđro liên phân tử làm cho lực hút giữa các phân tử rất lớn, đến nhiệt độ cao vẫn không rời nhau ra (không nóng chảy) mà bị cháy nếu có oxi hoặc bị phân hủy nếu không có mặt oxi.

3.10. Mỗi phân tử ancol, anđehit, axit cacboxylic, este (chứa từ 6-12 C) đều chỉ có 1-2 nhóm ưa nước còn lại là kị nước vì vậy hầu như không tan trong nước, trong khi đó các monosaccarit (C₆H₁₂O₆) có 5-6 nhóm ưa nước, đisaccarit (C₁₂H₂₂O₁₁) có 10-11 nhóm ưa nước nên đều tan tốt trong nước.

3.11. a) Tinh bột và xenlulozơ  là những hợp chất cao phân tử kích thước phân tử quá lớn so với các phân tử nước, lại có vô vàn liên kết hiđro liên phân tử làm cho lực hút giữa các phân tử rất lớn, nên các phân tử nước không thể kéo từng phân tử ra khổi bó cao phân tử để hòa tan được.

b) Do phân tử amilozơ có cấu trúc xoắn, phân tử amilopectin có cấu trúc phân nhánh, ở tinh bột số lượng nhóm OH tạo được liên kết hiđro nội phân tử lớn hơn nhiều so với ở xenlulozơ nên lực hút giữa các phân tử ở tinh bột nhỏ hơn giữa cac phân tử xenlulozơ. Do đó khi đun nóng với nước, giữa các phân tử trong tinh bột có thể tạo ra các khoảng trống cho các phân tử nước thâm nhập vào thực hiện sự hyđrát hóa tạo ra thể keo tụ gọi là hồ tinh bột. Các phân tử xenlulozơ tạo ra các bó cao phân tử hút nhau rất chặt, đung nóng cũng không rời nhau khiến cho các phân tử nước chỉ tiếp xúc ở mặt ngoài của bố cao phân tử làm ướt chúng mà không tạo ra thể keo tụ được.

3.12. HSCH₂COOH tuy có phân tử khối lớn hơn CH₃COOH nhưng do nhóm SH hầu như không tạo liên kết hiđro mà lại có kích thước lớn làm cho phân tử cồng kềnh sắp xếp kém khít khao, nên có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất.

HOCH₂COOH có thêm nhóm OH phân cực và tạo được liên kết H liên phân tử nên t^o nc cao hơn HSCH₂COOH và CH₃COOH.

Amino axit H₂NCH₂COOH tồn tại ở dạng ion lưỡng cực, H₃N⁺CH₂COO^-, lực hút giữa các phân tử tăng mạnh đồng thời vẫn tạo được liên kết H liên phân tử, vì vậy t^o nc cao nhất.

3.13. Các hợp chất đã cho có khối lượng phân tử hơn kém nhau không nhiều.

 Amino axit H₂NCH₂COOH  (e) ở dạng ion lưỡng cực, H₃N⁺CH₂COO^-, nên có t^o nc cao nhất.

 CH₃CH₂OCH₂CH₃ (c) chứa các liên kết ít phân cực và không tạo được liên kết H liên phân tử, nên có t^o nc thấp nhất.

Nhóm -OH phân cực hơn và tạo liên kết H mạnh hơn nhóm -NH₂ nên CH₃CH₂CH₂CH₂OH (b) nóng chảy cao hơn CH₃CH₂CH₂CH₂NH₂ (a).

CH₃CH₂COOH (d) có nhóm -COOH vừa phân cực mạnh vừa tạo liên kết H mạnh nên nóng chảy cao hơn CH₃CH₂CH₂CH₂OH (b).

Như vậy t^o nc tăng theo trật tự sau: (c) < (a) < (b) < (d) < (e)

3.14. a)  Khi đun nóng, các amino axit thiên nhiên không sôi mà bị phân hủy vì chúng ở dạng ion lưỡng cực, CH₃CH(NH₃)⁺COO^-, lực hút giữa các phân tử mạnh, nhiệt độ nóng chảy cao tới mứlàm cho chúng vừa nóng chảy vừa bị phân hủy.

b)  Các amino axit thiên nhiên hầu như không tan trong benzen nhưng tan tốt trong nước vì chúng ở dạng ion lưỡng cực, CH₃CH(NH₃)⁺COO^-, nên tính tan giống với các hợp chất ion.

c) Các axit cacboxylic có trên 5C rất ít tan trong nước, trong khi đó các amino axit thiên nhiên có trên 5C  vẫn tan tốt trong nước vì chúng ở dạng ion lưỡng cực, CH₃CH(NH₃)⁺COO^-, có chứa 2 nhóm  rất ưa nước là (-NH₃)⁺ và -COO^- trong khi đó các axit cacboxylic chỉ chứa 1 nhóm ưa nước -COOH.

3.15. a) Polime là những hợp chất cao phân tử, lực tương tác giữa các phân tử rất lớn giữ cho chúng không bay hơi. Mỗi polime là một hỗn hợp các phân tử với hệ số polime hóa khác nhau vì vậy chúng không có nhiệt độ nóng chảy xác định mà thường nóng chảy hoặc chảy dẻo ở một khoảng nhiệt độ khá rộng nào đó.

b) Những polime thông thường là những chất không chứa các điện tích linh động có thể chuyển dịch thành dòng dưới tác dụng của hiệu điên thế nên chúng là những chất cách điện.

c) Lực tương tác giữa các phân tử polime rất lớn giữ cho chúng không bị các phân tử dung môi solvat hóa. Phân tử polime có kích thước rất lớn nên khi hòa tan ra vẫn không chuyển động linh động như các phân tử nhỏ mà thường kết cấu với dung môi nhau tạo thành dung dịch keo nhớt.

d) Vật liệu polime dùng lâu thường bị giòn, biến màu rồi hư hại. Nguyên nhân của sự lão hóa đó chủ yếu là do tác dụng đồng thời của ánh sáng và oxi không khí làm gãy mạch polime. ở ngoài trời cường độ ánh sáng cao hơn ở trong nhà, nhiệt độ cũng cao hơn nên polime chóng bị lão hóa hơn.

3.16. Trong PVC clo chiếm 56,8 %, sau phản ứng với Zn còn  20,82% cho thấy clo bị tách đi khá nhiều mà lại không tạo thành liên kết đôi C=C tức là trong mạch phân tử polime 2 nguyên tử Cl không đính vào 2 C cạnh nhau như ở cấu trúc không điều hòa A. Suy ra các nguyên tử Cl phải ở cách đều nhau một nhóm -CH₂- tức là có cấu tạo điều hòa B:

Polime thu được không tan trong etanol như polime băn đầu suy ra nó đã bị khâu mạch tạo thành polime cấu trúc mạng: