研究有機化合物一般步驟和方法2 詳細版課件

1、二、元素分析與相對分子質(zhì)量的測定1、元素分析：思考：某有機物在氧氣中充分燃燒生成CO2和H2O，由此判斷該有機物中一定含有 元素，可能含有 元素。（1）、元素的定性分析： 用化學方法鑒定有機物分子的元素組成，這就是元素的定性分析。如將一定量的有機物燃燒，分解為簡單的無機物，然后通過對產(chǎn)物進行鑒定，分析出有機物的元素組成。C ; ; ; 。二、元素分析與相對分子質(zhì)量的測定1、元素分析：（）、元素的定量分析： 對有機物燃燒產(chǎn)物作定量測定，通過無機物的質(zhì)量推算出組成該有機物元素原子的質(zhì)量分數(shù)（或質(zhì)量），然后計算出該有機物分子所含元素原子最簡單的整數(shù)比，即確定其實驗式（又稱為最簡式）分析出有機物的元素

2、組成。：實驗測得某碳氫化合物A中，含碳80%、含氫20%求該化合物的實驗式。CH35.8g某有機物完全燃燒，生成CO2 13.2g , H2O 5.4g .求該化合物的實驗式。含碳3.6g(0.3mol)含氫0.6g(0.6mol)含氧1.6g(0.1mol)C3H6O原理它是用高能電子流等轟擊樣品分子，使該分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子。這些不同離子具有不同的質(zhì)量，質(zhì)量不同的離子在磁場作用下達到檢測器的時間有差異，其結果被記錄為質(zhì)譜圖。 【思考與交流】1、質(zhì)荷比是什么？2、如何確定有機物的相對分子質(zhì)量？2、相對分子質(zhì)量的測定質(zhì)譜法（由于分子離子的質(zhì)荷比越大，達到檢測器需要的時間

3、最長，因此譜圖中的質(zhì)荷比最大的就是未知物的相對分子質(zhì)量）例22002年諾貝爾化學獎獲得者的貢獻之一是發(fā)明了對有機物分子進行結構分析的質(zhì)譜法。其方法是讓極少量的（10-9g）化合物通過質(zhì)譜儀的離子化室使樣品分子大量離子化，少量分子碎裂成更小的離子。如C2H6離子化后可得到C2H6、C2H5、C2H4，然后測定其質(zhì)荷比。設H的質(zhì)荷比為，某有機物樣品的質(zhì)荷比如右圖所示（假設離子均帶一個單位正電荷，信號強度與該離子的多少有關），則該有機物可能是A 甲醇 B 甲烷 C 丙烷 D 乙烯B練習2某有機物的結構確定：測定實驗式：某含C、H、O三種元素的有機物，經(jīng)燃燒分析實驗測定其碳的質(zhì)量分數(shù)是64.86%，氫

4、的質(zhì)量分數(shù)是13.51%, 則其實驗式是（ ）。 確定分子式：下圖是該有機物的質(zhì)譜圖，則其相對分子質(zhì)量為（ ），分子式為（ ）。C4H10O74C4H10O三、分子結構的鑒定當化合物的分子式確定后，如何鑒定其分子結構呢？鑒定方法化學方法物理方法以官能團的特征反應為基礎，鑒定出官能團，還要制備它的衍生物以進一步確認該未知物與鑒定有機物結構有關的物理方法有質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振譜等。 由于有機物中組成化學鍵、官能團的原子處于不斷振動狀態(tài)，且振動頻率與紅外光的振動頻譜相當。所以，當用紅外線照射有機物分子時，分子中的化學鍵、官能團可發(fā)生震動吸收，不同的化學鍵、官能團吸收頻率不同，在紅外光譜圖中將處于

5、不同位置。因此，我們就可以根據(jù)紅外光譜圖，推知有機物含有哪些化學鍵、官能團，以確定有機物的結構。三、分子結構的鑒定1、紅外光譜 例：某有機物A的相對分子質(zhì)量為46，實驗式為C2H6O，其紅外光譜圖如下，由此推知該有機物的結構式為： 。三、分子結構的鑒定1、紅外光譜 氫原子核具有磁性，用電磁波照射氫原子核，它能通過共振吸收電磁波能量，發(fā)生躍遷，用核磁共振儀記錄有關信號得到的譜圖。2、核磁共振氫譜 2、核磁共振氫譜（2） 核磁共振氫譜中有多少個峰，有機物分子中就有多少種處在不同化學環(huán)境中的氫原子；峰的面積比就是對應的處于不同化學環(huán)境的氫原子的數(shù)目比。（1） 不同化學環(huán)境的氫原子（等效氫原子）因產(chǎn)生

6、共振時吸收的頻率不同，被核磁共振儀記錄下來的吸收峰的面積不同。所以，可以從核磁共振譜圖上推知氫原子的類型及數(shù)目。練習22002年諾貝爾化學獎表彰了兩項成果，其中一項是瑞士科學家?guī)鞝柼鼐S特里希發(fā)明了“利用核磁共振技術測定溶液中生物大分子三維結構的方法”。在化學上經(jīng)常使用的是氫核磁共振譜，它是根據(jù)不同化學環(huán)境的氫原子在氫核磁共振譜中給出的信號不同來確定有機物分子中的不同的氫原子。下列有機物分子在核磁共振氫譜中只給出一種信號的是A HCHO B CH3OH C HCOOH D CH3COOCH3A練習3 分子式為C3H6O2的二元混合物，如果在核磁共振氫譜上觀察到氫原子給出的峰有兩種情況。第一種情況

7、峰給出的強度為11；第二種情況峰給出的強度為321。由此推斷混合物的組成可能是（寫結構簡式） 。CH3COOCH3和CH3CH2COOH（1）質(zhì)譜在確定有機物分子結構中的作用是 。(2)紅外光譜在確定有機物分子結構中的作用是 。(3)核磁共振氫譜在確定有機物分子結構中的作用是 。小結：推知有機物分子含有的化學鍵和官能團 推知有機物分子有幾種不同類型的氫原子及各自的數(shù)目 測定有機物的相對分子質(zhì)量利用實驗式和相對分子質(zhì)量常見有哪些方法求相對分子質(zhì)量？3、確定分子式的方法商余法：烴的式量除以12，得到的商及余數(shù)可確定利用燃燒通式已知某有機物燃燒生成CO2和H2O,寫出其燃燒通式?利用其它反應的方程式

8、特殊方法：部分有機物的實驗式中H已達飽和，則該有機物的實驗式就是分子式。（如：CH4、CH3Cl、C2H6O等）部分特殊組成的實驗式如：CH3 當n=2時即達飽和，在不知相對分子質(zhì)量時也可求得利用1mol分子中各原子的物質(zhì)的量利用各類有機物的分子通式和相對分子質(zhì)量確定列式計算下列有機物的相對分子質(zhì)量：(1)某有機物的蒸氣密度是相同狀況下氫氣密度的14倍；(2)某有機物在相同狀況下對空氣的相對密度為2；(3)標準狀況下0.56g某氣態(tài)烴的體積為44.8ml;(4)3.2g某飽和一元醇與足量金屬鈉反應得到1.12L(標況)氫氣。試歸納求有機物相對分子質(zhì)量的方法。總結：求有機物相對分子質(zhì)量的方法1、利用有機物蒸氣的相對密度2、利用標準狀況下氣態(tài)烴的密度3、利用各類有機物的分子通式及相應的化學反應方程式4、質(zhì)譜法能