高中化學(xué) 專題一《認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物》第二單元 科學(xué)家怎樣研究有機(jī)物課件 蘇教版選修5.ppt

科學(xué)家怎樣研究有機(jī)物 1 知道如何確定有機(jī)化合物的最簡(jiǎn)式 了解元素分析儀的工作原理 2 了解李比希提出的基團(tuán)理論 體會(huì)其對(duì)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)研究的影響 3 能用1h核磁共振波譜圖分析簡(jiǎn)單的同分異構(gòu)體 知道幾種波普用來(lái)研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的方法 4 了解手性化合物 能區(qū)分出手性分子 5 認(rèn)識(shí)反應(yīng)機(jī)理在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)研究中的重要性 能用同位素失蹤法解釋簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng) 知識(shí)與技能 教學(xué)目標(biāo) 確定有機(jī)物化學(xué)式的一般步驟 確定組成的元素 分子式 結(jié)構(gòu)式 定性 定性 定量 定量 你知道嗎 在日常生活中 我們經(jīng)常見(jiàn)到有機(jī)物燃燒 有機(jī)物燃燒的產(chǎn)物能給我們提供哪些有機(jī)物組成方面的信息 有機(jī)物組成元素的判斷 1定性方法確定元素種類 燃燒法 1 李比希法c co2h h2on n2cl hcl 2 鈉熔法確定n cl br s等元素n nacnbr nabrcl nacls na2s 3 銅絲燃燒法確定鹵素 將一根純銅絲加熱至紅色 蘸取試樣 放在火焰上灼燒 若存在鹵素 火焰呈綠色 有機(jī)物分子式的確定 2 定量方法確定有機(jī)物分子式 李比希法 利用cuo在高溫下氧化有機(jī)物 生成水和二氧化碳h h2o高氯酸鎂吸收c co2堿石棉吸收確定c h的量 例1 實(shí)驗(yàn)測(cè)得某碳?xì)浠衔颽中含碳80 含氫20 又測(cè)得該化合物對(duì)氫氣的相對(duì)密度為15 求該化合物的分子式 1 最簡(jiǎn)式法確定各元素原子個(gè)數(shù)比 求出最簡(jiǎn)式根據(jù)有機(jī)物的m求出分子式 2 直接計(jì)算法直接求算出1mol有機(jī)物中各元素原子的物質(zhì)的量 即可確定分子式 例2 某有機(jī)物a3 0g在4 48lo2中充分燃燒 產(chǎn)物只有co2 co h2o 將產(chǎn)物依次通過(guò)濃硫酸 堿石灰 濃硫酸增重3 6g 堿石灰增重4 4g 求該有機(jī)物的分子式 二 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的研究 德國(guó)化學(xué)家李比希 1803 1873 1832年和維勒合作提出 基團(tuán)論 有機(jī)化合物由 基 組成 這類穩(wěn)定的 基 是有機(jī)化合物的基礎(chǔ) 1838年李比希還提出了 基 的定義 1 有機(jī)物中的基團(tuán)有機(jī)物中的基團(tuán)具有不同的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 它們是不帶電的 有機(jī)物的性質(zhì)可以看作是各種基團(tuán)性質(zhì)的加和 例如 cooh具有酸性 nh2具有堿性 2 有機(jī)物中基團(tuán)種類的確定 紅外光譜法紅外光譜是利用有機(jī)物分子中不同基團(tuán)的特征吸收頻率不同 測(cè)試并記錄有機(jī)物對(duì)一定波長(zhǎng)范圍的紅外光譜吸收情況 它可以初步判斷該有機(jī)物中含有那些基團(tuán) 例如下圖是乙醇的紅外光譜圖 3 核磁共振譜圖 確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)在核磁共振分析中 最常見(jiàn)的是對(duì)有機(jī)化合物的1h核磁共振譜 1h nmr 進(jìn)行分析 有機(jī)物分子中的h原子核所處的化學(xué)環(huán)境 附近的基團(tuán) 不同 表現(xiàn)出的核磁性就不同 代表核磁特性的峰在核磁共振譜圖中橫坐標(biāo) 化學(xué)位移 的位置也就不同 例如 分子式為c2h6o的兩種有機(jī)物1h的核磁共振譜圖 教材p9 峰的高度與h原子的個(gè)數(shù)成正比 例1 已知某有機(jī)物的分子式為c4h10 其核磁共振譜圖如下所示 請(qǐng)寫出它的結(jié)構(gòu)式 例2 已知某有機(jī)物的分子式為c3h6o 其核磁共振譜圖如下所示 請(qǐng)寫出它的結(jié)構(gòu)式 拓展視野 諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析 斯德格爾摩時(shí)間10月9日 北京時(shí)間10月9日 瑞典皇家科學(xué)院決定將2002年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)科學(xué)家約翰 b 芬 日本科學(xué)家koichitanaka和瑞士科學(xué)家?guī)鞝柼?伍斯里奇 瑞典皇家科學(xué)院稱贊約翰 b 芬和koichitanaka的研究工作 發(fā)展了生物宏觀形態(tài)的鑒別和結(jié)構(gòu)分析方法 瑞典皇家科學(xué)院對(duì)庫(kù)爾特 伍斯里奇的褒獎(jiǎng)辭中則稱 他在測(cè)定生物大分子在溶液中的三維結(jié)構(gòu)中 引入了核磁共振光譜學(xué) 資料卡 手性分子 3手性分子 1 手性分子如果一對(duì)分子 它們的組成和原子的排列方式完全相同 但如同左手和右手一樣互為鏡像 在三維空間里不能重疊 這對(duì)分子互稱為手性異構(gòu)體 有手性異構(gòu)體的分子稱為手性分子 分子內(nèi)能找到對(duì)稱軸或?qū)ΨQ中心的分子為非手性的 2 手性碳原子 連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳原子當(dāng)四個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接在碳原子上時(shí) 形成的化合物存在手性異構(gòu)體 三 有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究 問(wèn)題解決 烷烴與鹵素單質(zhì)的光取代反應(yīng)機(jī)理 自由基反應(yīng) 三 有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究 問(wèn)題解決 酯化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理 酯的水解反應(yīng)機(jī)理 拓展視野 諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與同位素示蹤法 海維西 georgehevesy 匈牙利化學(xué)家 1885年8月1日生于布達(dá)佩斯 海維西曾就讀于柏林大學(xué)和弗賴堡大學(xué) 1911年在曼徹斯特大學(xué)e 盧瑟福教授的指導(dǎo)下研究鐳的化學(xué)分離 為他日后研究放射性同位素作示蹤物打下了基礎(chǔ) 海維西主要從事稀土化學(xué) 放射化學(xué)和x射線分析方面的研究 他與f 帕內(nèi)特合作 在示蹤研究上取得成功 1920年 海維西與科斯特合作 按照玻爾的建議在鋯礦石中發(fā)現(xiàn)了鉿 1926年海維西任弗賴堡大學(xué)教授 開(kāi)始計(jì)算化學(xué)元素的相對(duì)豐度 1934年在制備一種磷的放射性同位素之后 進(jìn)行磷在身體內(nèi)的示蹤 以研究各生理過(guò)程 這項(xiàng)研究揭示了身體成分的動(dòng)態(tài) 1943年 海維西任斯德哥爾摩有機(jī)化學(xué)研究所教授 同年 他研究同位素示蹤技術(shù) 推進(jìn)了對(duì)生命過(guò)程的化學(xué)本質(zhì)的理解而獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 1945年后海維西人瑞典國(guó)籍 海維西發(fā)表的主要專著是 放射性同位素探索 海維西于1966