Cấu tạo, đồng phân và đồng đẳng

1. Trong phân tử hữu cơ, các nguyên tử liên kết đúng hóa trị và theo một thứ tự nhất định. Thay đổi thứ tự liên kết có thể tạo chất khác. 2. Carbon có hóa trị IV; các nguyên tử carbon có thể liên kết với nhau tạo mạch không phân nhánh, mạch phân nhánh hoặc mạch vòng. 3. Tính chất phụ thuộc vào thành phần phân tử và cấu tạo hóa học; các nguyên tử, nhóm nguyên tử trong phân tử có ảnh hưởng qua lại. Ba luận điểm giải thích vì sao cùng công thức phân tử vẫn có thể có những chất khác nhau.

Công thức cấu tạo biểu diễn thứ tự và cách liên kết giữa các nguyên tử. Có thể viết đầy đủ hoặc thu gọn: $$\mathrm{CH_3-CH_2-OH}$$ và CH₃CH₂OH cùng mô tả ethanol. Công thức phân tử C₂H₆O chưa cho biết oxygen nằm trong nhóm –OH hay cầu –O–, nên chưa xác định duy nhất một chất.

Đồng phân cấu tạo có cùng công thức phân tử nhưng khác thứ tự liên kết. Thường gặp: - đồng phân mạch carbon, như butane và 2-methylpropane; - đồng phân vị trí liên kết bội hoặc nhóm chức; - đồng phân nhóm chức, như ethanol và dimethyl ether. Khi liệt kê, phải giữ nguyên hóa trị và tránh viết lặp cùng một cấu tạo do quay hoặc đánh số từ hai đầu mạch. Ngoài đồng phân cấu tạo còn có đồng phân không gian; bài này chỉ dùng mức nhận biết theo dữ kiện đã cho.

Dãy đồng đẳng gồm các hợp chất có cấu tạo và tính chất hóa học tương tự, trong phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH₂. Hai chất kế tiếp hơn kém nhau đúng một CH₂. Ví dụ CH₄, C₂H₆, C₃H₈ thuộc dãy alkane có công thức chung $\mathrm{C}_{n}\mathrm{H}_{2n+2}$ với $n\ge1$. Cùng công thức chung đại số chưa đủ nếu loại nhóm chức hoặc đặc điểm cấu tạo khác nhau; cần xét cả cấu tạo đặc trưng của dãy.