Trong chương trình Hóa Học Phổ Thông, nhiều câu hỏi trắc nghiệm gắn liền với kiến thức về cấu tạo phân tử của các polime. Một trong những câu thường xuất hiện là: “Polime nào sau đây có chứa nguyên tố nitơ?” – đây không chỉ là câu hỏi kiểm tra lý thuyết mà còn thể hiện mức độ nắm bắt bản chất hóa học của học sinh về thành phần nguyên tố trong hợp chất hữu cơ. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ vấn đề dưới góc nhìn dễ nhớ, trực quan và sát đề thi.
TÓM TẮT
Polime là gì và chúng có cấu tạo như thế nào?
Polime là những phân tử có khối lượng phân tử rất lớn, được tạo thành bằng cách liên kết nhiều đơn vị cơ sở (monome) thông qua phản ứng trùng hợp hoặc trùng ngưng. Tùy thuộc vào cấu tạo monome, các polime có thể chứa nhiều nguyên tố như C, H, O, N, Cl, S….
Có mấy loại polime chính?
Polime được phân chia dựa trên nguồn gốc và cấu trúc như sau:
- Theo nguồn gốc:
- Polime thiên nhiên: protein, xenlulozơ, tinh bột
- Polime nhân tạo: nilon, tơ axetat, cao su buna
- Theo cấu trúc chuỗi phân tử:
- Mạch thẳng: PE, PVC
- Mạch phân nhánh: amylopectin
- Mạch không gian: nhựa bakelit
Nguyên tố nitơ có phổ biến trong polime không?
Không phải polime nào cũng chứa nitơ. Chỉ có những polime có đơn vị monome chứa nhóm amin (-NH₂), nhóm peptit (-CONH-), nhóm nitril (-CN)… mới có nguyên tố nitơ. Điều này thường xuất hiện ở:
- Các polime chứa liên kết peptit (protein)
- Các loại tơ tổng hợp chứa nhóm amid hoặc ure
- Một số polime dẫn điện có chứa vòng chứa nitơ
“Việc xác định nguyên tố trong phân tử polime giúp học sinh nâng cao tư duy về cấu trúc phân tử và bài toán nhận diện chất.”
— Trần Quốc Hưng (GV Hóa học THPT chuyên, TP.HCM)
Top các polime chứa nguyên tố nitơ phổ biến trong chương trình trung học
Hãy cùng điểm qua những polime thường gặp chứa nitơ, thường được đưa vào câu hỏi trách nghiệm hay tự luận.
1. Protein – polime thiên nhiên giàu nitơ
- Đơn vị cấu tạo: amino axit
- Nhóm chức chính: nhóm -NH₂ và -COOH
- Liên kết chính: liên kết peptit (-CO-NH-)
- Ứng dụng: cấu tạo cơ thể sinh vật, thực phẩm chức năng
“Protein là ví dụ điển hình cho polime thiên nhiên chứa nitơ, giúp học sinh hiểu bản chất liên kết peptit.”
— Nguyễn Thị Mai Lan (GV chuyên Hóa, Hà Nội)
2. Tơ nilon-6,6 – tơ tổng hợp phổ biến
-
Cấu tạo từ: hexametylenđiamin và axit adipic
-
Phản ứng trùng ngưng tạo chuỗi amid (-CO-NH-)
-
Công thức đơn vị lặp:
–[–NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO–]–
-
Chứa nguyên tố gì?: Nằm ở nhóm amid – có nitơ
3. Tơ capron (nilon-6) – polime chứa nitơ từ một monome
- Monome: axit ε-aminocaproic (H₂N–(CH₂)₅–COOH)
- Tạo mạch chuỗi: -NH-(CH₂)₅-CO-
- Đây là polipeptit tổng hợp, nên cũng chứa nitơ trong chuỗi amid
4. Polianilin – dẫn điện, cũng chứa nitơ
- Không nằm trong chương trình phổ thông chính khóa, nhưng được đề cập trong các bài học mở rộng hoặc đề thi chọn học sinh giỏi
- Cấu tạo từ vòng anilin – C₆H₅NH₂
- Ứng dụng: vật liệu bán dẫn, cảm biến hóa học
Cách nhận biết polime có chứa nitơ nhanh chóng
Khi đứng trước nhiều lựa chọn, bạn có thể dùng cách nhận dạng theo nhóm chức hoặc monome ban đầu.
Các bước đơn giản để xác định:
- Kiểm tra nhóm chức của monome: có –NH₂, –CN hoặc -CONH- hay không?
- Nhớ các tơ chứa amid: nếu là tơ nilon hoặc protein → chắc chắn có nitơ
- Loại bỏ các polime chỉ có CH và đôi khi có Cl như PVC, PE
Một số ví dụ minh họa:
| Tên polime | Có chứa nitơ? | Ghi chú ngắn |
|---|---|---|
| Polietilen (PE) | Không | Chỉ có C và H |
| Polistiren (PS) | Không | Gốc styren – chỉ có vòng thơm |
| PVC | Không | Có Cl nhưng không có N |
| Protein | Có | Liên kết peptit – chứa N |
| Tơ nilon-6,6 | Có | Nhóm amid – chứa N |
| Tinh bột | Không | Chỉ C, H, O |
| Tơ capron | Có | Có nhóm –NH– là nitrogen |
| Polianilin | Có | Do có nhóm amin vòng thơm |
Cấu trúc một số polime có chứa nguyên tố nitơ như protein, nilon-6,6, capron
“Trong đề thi tốt nghiệp THPT quốc gia, câu hỏi về nguyên tố trong polime không chỉ kiểm tra lý thuyết mà còn đánh giá khả năng liên hệ thực tiễn của học sinh.”
— Lê Minh Hải (Chuyên viên Bộ môn Hóa học – Sở GD&ĐT Hà Nội)
Câu hỏi thường gặp về polime chứa nguyên tố nitơ
Polime nào chứa nitơ mà học sinh dễ nhầm lẫn?
- Nhiều bạn nhầm tơ visco (tơ nhân tạo có nguồn gốc xenlulozơ) là có chứa nitơ, thực ra không phải.
- PVC có Cl nhưng không chứa N – dễ gây nhiễu trong câu hỏi kiểu “ngoại trừ”.
Trong đề thi THPT, câu hỏi này thường xuất hiện như thế nào?
-
Dạng trắc nghiệm một lựa chọn:
“Polime nào sau đây có chứa nguyên tố nitơ?”
A. PE
B. PVC
C. Protein
D. Polistiren
→ Đáp án: C
Có nên học thuộc tên từng chất?
- Không nên học máy móc, mà nên hiểu gốc cấu trúc có nhóm chứa N để suy luận.
- Học theo cụm: Các tơ chứa amid → chứa nitơ, các polime từ đường hoặc hydrocarbon no → không chứa nitơ
Kết luận: Nhận diện polime nào có chứa nguyên tố nitơ không hề khó
Qua bài viết, chúng ta có thể thấy rằng khả năng nhận diện polime nào chứa nguyên tố nitơ phụ thuộc chủ yếu vào kiến thức nền vững chắc về nhóm chức hữu cơ và đơn vị xây dựng polime. Các polime như protein, tơ nilon, tơ capron hay polianilin đều là đại diện tiêu biểu có chứa nitơ, thường xuyên xuất hiện trong câu hỏi trắc nghiệm và đề thi các cấp.
Để học tốt phần này, bạn hãy luôn tự hỏi: “Monome của polime đó có nguyên tố nào? Có nhóm chức nào đặc biệt (–NH₂, –COOH, –CONH–) không?”.
Việc hiểu rõ polime nào sau đây có chứa nguyên tố nitơ không chỉ giúp bạn đạt điểm cao trong các bài kiểm tra mà còn tạo nền tảng vững chắc cho kiến thức về hóa học hữu cơ và vật liệu trong tương lai.
Hãy luyện tập thêm bằng cách làm các câu trắc nghiệm tương tự và phân tích kỹ các monome nhé!
