有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測定

1、第二節(jié) 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測定第三章第三章 有機(jī)合成及其應(yīng)用有機(jī)合成及其應(yīng)用合成高分子化合物合成高分子化合物有機(jī)化合物元素組成相對分子質(zhì)量 分子式判斷官能團(tuán)種 類及所處位置確定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式定性定量分析相對分子質(zhì)量測定化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)或 儀器分析圖譜一、有機(jī)化合物分子式的確定l碳、氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定：碳、氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定：燃燒分析法燃燒分析法l一般來說，有機(jī)物完全燃燒后，各元素對應(yīng)一般來說，有機(jī)物完全燃燒后，各元素對應(yīng)的產(chǎn)物為的產(chǎn)物為cco2，hh2o，某有機(jī)物完全，某有機(jī)物完全燃燒后，若產(chǎn)物只有燃燒后，若產(chǎn)物只有co2和和h2o ，其組成元，其組成元素肯定有素肯定有c、h可能有可能有o。l

2、欲判斷該有機(jī)物中是否含氧元素：欲判斷該有機(jī)物中是否含氧元素： 設(shè)有機(jī)物燃燒后設(shè)有機(jī)物燃燒后co2中碳元素的質(zhì)量為中碳元素的質(zhì)量為m(c)，h2o中氫元中氫元素質(zhì)量為素質(zhì)量為 m(h)。若：。若： m(有機(jī)物有機(jī)物)m(c)m(h)有機(jī)物中含有氧元素有機(jī)物中含有氧元素 m(有機(jī)物有機(jī)物)m(c)m(h)有機(jī)物中不含氧元素有機(jī)物中不含氧元素1、確定有機(jī)化合物的元素組成、確定有機(jī)化合物的元素組成碳、氫元素碳、氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定測二氧化碳和測二氧化碳和水的質(zhì)量水的質(zhì)量在氧氣流中燃燒氮元素氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定測氮?dú)獾臏y氮?dú)獾捏w積體積在二氧化碳流中燃燒鹵素鹵素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定質(zhì)

3、量分?jǐn)?shù)的測定測鹵化銀測鹵化銀的質(zhì)量的質(zhì)量與硝酸銀溶液及濃硝酸混合加熱2、測定有機(jī)化合物的相對分子質(zhì)量1.標(biāo)態(tài)密度法：標(biāo)態(tài)密度法：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度，求算該氣體的相根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度，求算該氣體的相對分子質(zhì)量：對分子質(zhì)量：m22.42.相對密度法：相對密度法：根據(jù)氣體根據(jù)氣體a a相對于氣體相對于氣體b b的相對密度，求算該氣的相對密度，求算該氣體的相對分子質(zhì)量：體的相對分子質(zhì)量：madmb3.混合物的平均相對分子質(zhì)量：混合物的平均相對分子質(zhì)量： m總總nm3、有機(jī)物分子式的確定的基本方法1.直接法（物質(zhì)的量法）直接法（物質(zhì)的量法） 直接求算出直接求算出1mol有機(jī)物中各元素原子的物

4、質(zhì)的有機(jī)物中各元素原子的物質(zhì)的量，即可確定分子式。量，即可確定分子式。 標(biāo)況密度標(biāo)況密度（或相對密度）（或相對密度）相對分子相對分子質(zhì)量質(zhì)量分子式分子式1mol有機(jī)物中元有機(jī)物中元素原子各多少摩素原子各多少摩例例1 1、實(shí)驗(yàn)測得某碳?xì)浠衔?、?shí)驗(yàn)測得某碳?xì)浠衔颽 a中含碳中含碳80%80%，含氫，含氫20%20%，又，又測得該化合物對氫氣的相對密度為測得該化合物對氫氣的相對密度為1515。求該化合物的分。求該化合物的分子式。子式。 例例2 2 燃燒某有機(jī)物燃燒某有機(jī)物a1.50ga1.50g，生成，生成1.12lco1.12lco2 2（標(biāo)準(zhǔn)狀（標(biāo)準(zhǔn)狀況）和況）和0.05molh0.05mo

5、lh2 2o o 。又測得。又測得a a的相對分子質(zhì)量是的相對分子質(zhì)量是3030，求該有機(jī)物的分子式。求該有機(jī)物的分子式。 2.最簡式法：最簡式法：最簡式又稱實(shí)驗(yàn)式，指有機(jī)物中所含最簡式又稱實(shí)驗(yàn)式，指有機(jī)物中所含元素原子個數(shù)的最簡整數(shù)比。與分子式在數(shù)值上元素原子個數(shù)的最簡整數(shù)比。與分子式在數(shù)值上相差相差n倍倍 根據(jù)有機(jī)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（或元素的質(zhì)根據(jù)有機(jī)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（或元素的質(zhì)量比），求出該有機(jī)物的最簡式，再根據(jù)其相對分量比），求出該有機(jī)物的最簡式，再根據(jù)其相對分子質(zhì)量求子質(zhì)量求n的值，即可確定分子式。的值，即可確定分子式。 標(biāo)況密度標(biāo)況密度（或相對密度）（或相對密度）相對分子質(zhì)量

6、相對分子質(zhì)量分子式分子式有機(jī)物中各元素原子有機(jī)物中各元素原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量比的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量比最簡式最簡式最簡式最簡式的式量的式量例例3 3 某烴含氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為某烴含氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.2%17.2%，求此，求此烴的實(shí)驗(yàn)式。又測得該烴的相對分子質(zhì)量是烴的實(shí)驗(yàn)式。又測得該烴的相對分子質(zhì)量是5858，求該烴的分子式。求該烴的分子式。 練習(xí)：實(shí)驗(yàn)測定某有機(jī)物元素質(zhì)量組成為練習(xí)：實(shí)驗(yàn)測定某有機(jī)物元素質(zhì)量組成為c: 69%, h: 4.6%, n: 8.0%,其余是其余是o,相對分子質(zhì)量在相對分子質(zhì)量在300400之間之間,試確定該有機(jī)物的試確定該有機(jī)物的: (1)實(shí)驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)式; (2)相對

7、分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量; (3)分子式。分子式。（3）通式法：）通式法： 例題例題4 4：0.16g0.16g某飽和一元醇與足量的金屬鈉充分反應(yīng)，產(chǎn)某飽和一元醇與足量的金屬鈉充分反應(yīng)，產(chǎn)生生56ml56ml氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。求飽和一元醇的分子式？氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。求飽和一元醇的分子式？（4）商余法（只適用于烴）：）商余法（只適用于烴）：例例5：寫出下列烴的分子式：寫出下列烴的分子式：相對分子質(zhì)量為相對分子質(zhì)量為142的烴的分子式為的烴的分子式為_相對分子質(zhì)量為相對分子質(zhì)量為178的烴的分子式為的烴的分子式為_相對分子質(zhì)量為相對分子質(zhì)量為252的烴的分子式為的烴的分子式為_（5）方程式法：）方

8、程式法：利用燃燒的化學(xué)方程式或其他有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行計算確定。利用燃燒的化學(xué)方程式或其他有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行計算確定。例例6：常溫常壓下一體積某氣態(tài)烴在足量的氧氣中充分燃：常溫常壓下一體積某氣態(tài)烴在足量的氧氣中充分燃燒后恢復(fù)到原來的溫度和壓強(qiáng)，體積縮小了燒后恢復(fù)到原來的溫度和壓強(qiáng)，體積縮小了2體積。則體積。則該烴可能的分子式是什么？該烴可能的分子式是什么？c10h22c13h22c18h36（6）平均分子式法：）平均分子式法：當(dāng)烴為混合物時，可先求出平均分子式，然后利當(dāng)烴為混合物時，可先求出平均分子式，然后利用平均值的含義確定各種可能混合烴的分子式。用平均值的含義確定各種可能混合烴的

9、分子式。例例7：將碳原子數(shù)相同的氣態(tài)烷烴和氣態(tài)烯烴組：將碳原子數(shù)相同的氣態(tài)烷烴和氣態(tài)烯烴組成的混合氣體成的混合氣體1.0體積在足量的氧氣中充分燃體積在足量的氧氣中充分燃燒生成燒生成2.0體積的體積的co2和和2.4體積的水蒸汽（均體積的水蒸汽（均在相同條件下測定）。則混合烴中烷烴和烯烴在相同條件下測定）。則混合烴中烷烴和烯烴的體積比是的體積比是 （ ）a、3：1 b、1：3 c、2：3 d、3：2確定實(shí)驗(yàn)式 燃燒30.6g醫(yī)用膠的單體樣品，實(shí)驗(yàn)測得：生成70.4g二氧化碳、19.8g水、2.24l氮?dú)?換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，請通過計算確定其實(shí)驗(yàn)式。確定分子式 由質(zhì)譜分析法測定出該樣品的相對分子質(zhì)量

10、為153.0，請確定其分子式?；瘜W(xué)鍵不飽和度化學(xué)鍵不飽和度一個碳碳雙鍵一個碳碳雙鍵1一個碳碳叁鍵一個碳碳叁鍵2一個羰基一個羰基1一個苯環(huán)一個苯環(huán)4一個脂環(huán)一個脂環(huán)1一個氰基一個氰基2問題：我們已經(jīng)求出：某醫(yī)用膠的分子式為：c8h11no2,試計算該樣品的不飽和度，推測分子中是否有苯環(huán)、碳碳雙鍵、碳碳叁鍵或碳氧雙鍵。有機(jī)化合物元素組成相對分子質(zhì)量 分子式推測化學(xué)鍵類型判斷官能團(tuán)種 類及所處位置確定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式定性定量分析相對分子質(zhì)量測定計算不飽和度化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)或 儀器分析圖譜1、 有機(jī)化合物分子不飽和度的計算有機(jī)化合物分子不飽和度的計算 不飽和度也稱缺氫指數(shù)不飽和度也稱缺氫指數(shù) ，可以通過有

11、機(jī)化合物的分子式計算得出，可以通過有機(jī)化合物的分子式計算得出。 幾種官能團(tuán)的不飽和度幾種官能團(tuán)的不飽和度化學(xué)鍵不飽和度化學(xué)鍵不飽和度一個碳碳雙鍵1一個碳碳三鍵2一個羰基1一個苯環(huán)4一個脂環(huán)1一個氰基2不飽和度計算公式：分子的不飽和度=n(c)+1-n(h)/22、確定有機(jī)化合物的官能團(tuán)、確定有機(jī)化合物的官能團(tuán)官能團(tuán)種類官能團(tuán)種類試劑試劑判斷依據(jù)判斷依據(jù)碳碳雙鍵或三鍵碳碳雙鍵或三鍵溴的四氯化碳溶液溴的四氯化碳溶液紅棕色褪去紅棕色褪去酸性高錳酸鉀溶液酸性高錳酸鉀溶液紫色褪去紫色褪去鹵素原子鹵素原子硝酸銀和濃硝酸混合液硝酸銀和濃硝酸混合液有沉淀生成有沉淀生成醇羥基醇羥基鈉鈉有氫氣放出有氫氣放出酚羥基

12、酚羥基三氯化鐵溶液三氯化鐵溶液顯色顯色溴水溴水有白色沉淀生成有白色沉淀生成醛基醛基銀氨溶液銀氨溶液有銀鏡生成有銀鏡生成新制氫氧化銅溶液新制氫氧化銅溶液有磚紅色沉淀生成有磚紅色沉淀生成羧基羧基碳酸氫鈉溶液碳酸氫鈉溶液有氣體放出有氣體放出硝基硝基硫酸亞鐵氨溶液、硫酸與氫氧硫酸亞鐵氨溶液、硫酸與氫氧化鉀的甲醇溶液化鉀的甲醇溶液1分鐘內(nèi)溶液由淡綠分鐘內(nèi)溶液由淡綠色便紅棕色色便紅棕色氰基氰基稀堿水溶液，加熱稀堿水溶液，加熱有氨氣放出有氨氣放出紅外光譜：每種官能團(tuán)在紅外光譜中都有一個特定的吸收區(qū)域，每種官能團(tuán)在紅外光譜中都有一個特定的吸收區(qū)域，因此從一因此從一未知物的紅外光譜就可以準(zhǔn)確判斷有機(jī)化合物含有哪

13、未知物的紅外光譜就可以準(zhǔn)確判斷有機(jī)化合物含有哪些官能團(tuán)。紅外光譜不僅可以用于定性鑒定，也可以些官能團(tuán)。紅外光譜不僅可以用于定性鑒定，也可以定量算出樣品的濃度。定量算出樣品的濃度。核磁共振譜：核磁共振譜分為氫譜和碳譜兩類，其中比較常用的核磁共振譜分為氫譜和碳譜兩類，其中比較常用的是氫譜。氫譜能夠測定有機(jī)化合物分子中氫原子在是氫譜。氫譜能夠測定有機(jī)化合物分子中氫原子在碳骨架上的位置和數(shù)目，進(jìn)而推斷出有機(jī)化合物的碳骨架上的位置和數(shù)目，進(jìn)而推斷出有機(jī)化合物的碳骨架結(jié)構(gòu)。碳骨架結(jié)構(gòu)。光譜分析的作用 ：紫外光譜：紫外光譜：紫外光譜可以確定分子中有無共軛雙鍵紫外光譜可以確定分子中有無共軛雙鍵1.某有機(jī)物蒸氣對氫氣的相對密度為23，其中c、h、o質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為52.17 、13.4 、34.78。(1)該有機(jī)物實(shí)驗(yàn)式為 ，分子式為 ，可能的結(jié)構(gòu)簡式為 和 。