高一化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究

一、有機(jī)化合物組成的研究礦一中高一化學(xué)備課組專題一第二單元

科學(xué)家怎樣研究有機(jī)物確定有機(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？〔一〕有機(jī)物組成元素的判斷一般來說，有機(jī)物完全燃燒后，各元素對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為C→CO2，H→H2O，Cl→HCl某有機(jī)物完全燃燒后，假設(shè)產(chǎn)物只有CO2和H2O，其組成元素肯定有C、H可能有O。欲判斷該有機(jī)物中是否含氧元素：設(shè)有機(jī)物燃燒后CO2中碳元素的質(zhì)量為m(C)，H2O中氫元素質(zhì)量為m(H)。假設(shè)m(有機(jī)物)＞m(C)＋m(H)→有機(jī)物中含有氧元素m(有機(jī)物)＝m(C)＋m(H)→有機(jī)物中不含氧元素〔二〕有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量確實(shí)定1.標(biāo)態(tài)密度法：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度，求算該氣體的相對(duì)分子質(zhì)量：M＝22.4×ρ

2.相對(duì)密度法：根據(jù)氣體A相對(duì)于氣體B的相對(duì)密度，求算該氣體的相對(duì)分子質(zhì)量：MA＝D×MB

3.混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量：

＝〔三〕有機(jī)物分子式確實(shí)定1.直接法〔物質(zhì)的量法〕

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。

標(biāo)況密度（或相對(duì)密度）相對(duì)分子質(zhì)量分子式1mol有機(jī)物中元素原子各多少摩例1、實(shí)驗(yàn)測得某碳?xì)浠衔顰中含碳80%，含氫20%，又測得該化合物對(duì)氫氣的相對(duì)密度為15。求該化合物的分子式。

〔三〕有機(jī)物分子式確實(shí)定2.最簡式法：最簡式又稱實(shí)驗(yàn)式，指有機(jī)物中所含元素原子個(gè)數(shù)的最簡整數(shù)比。與分子式在數(shù)值上相差n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)量比〕，求出該有機(jī)物的最簡式，再根據(jù)其相對(duì)分子質(zhì)量求n的值，即可確定分子式。標(biāo)況密度〔或相對(duì)密度〕相對(duì)分子質(zhì)量分子式有機(jī)物中各元素原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量比最簡式最簡式的式量例1、實(shí)驗(yàn)測得某碳?xì)浠衔顰中含碳80%，含氫20%，又測得該化合物對(duì)氫氣的相對(duì)密度為15。求該化合物的分子式。

練習(xí)1、嗎啡是嚴(yán)格查禁的毒品。嗎啡的組成中，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為71.58%，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.67%，氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.91%，其余為氧元素。嗎啡的相對(duì)分子質(zhì)量不超過300，那么嗎啡的相對(duì)分子質(zhì)量為______，嗎啡的分子式為___________。285C17H19O3N練習(xí)2、取8g某有機(jī)物A〔相對(duì)分子質(zhì)量為32〕在氧氣中完全燃燒，生成物中只有11gCO2和9gH2O，那么A中一定含有______元素，其分子式是______；誤服A會(huì)使人中毒失明甚至死亡，其化學(xué)名稱為______，寫出此物質(zhì)在空氣中燃燒的化學(xué)方程式________________________。練習(xí)4、A、B兩種烴的最簡式相同。7.8gA完全燃燒后的產(chǎn)物通入足量澄清石灰水中，得到枯燥的沉淀60g。A不能使酸性KMnO4溶液褪色，B卻可以使之褪色。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.5molB完全燃燒生成了22.4LCO2，A、B在相同善下蒸氣密度比為3︰1。求A、B的分子式和結(jié)構(gòu)簡式。練習(xí)3、2.3g某有機(jī)物完全燃燒后生成0.1molCO2和2.7gH2O，測得該化合物的蒸氣與空氣的相對(duì)密度是1.6，求該化合物的分子式。二、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的研究德國化學(xué)家李比?！?803～1873〕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)化合物的根底。1838年李比希還提出了“基〞的定義拓展視野紅外光譜的應(yīng)用原理

在有機(jī)物分子中，組成化學(xué)鍵或官能團(tuán)的原子處于不斷振動(dòng)的狀態(tài)，其振動(dòng)頻率與紅外光的振動(dòng)頻率相當(dāng)。所以，當(dāng)用紅外線照射有機(jī)物時(shí)，分子中的化學(xué)健或官能團(tuán)可發(fā)生振動(dòng)吸收，不同的化學(xué)鍵或官能團(tuán)吸收頻率不同，在紅外光譜圖上將處于不同位置，從而可以獲得分子中含有何種化學(xué)鍵盤或官能團(tuán)的信息。核磁共振氫譜〔1H-NMR〕的應(yīng)用原理

氫原子核具有磁性，如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。用核磁共振儀可以記錄到有關(guān)信號(hào)，處于不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子因產(chǎn)生共振時(shí)吸收的頻率不同，在譜圖上出現(xiàn)的位置也不同，且吸收峰的面積與氫原子數(shù)成正比。因此，從核磁共振氫譜圖上可以推知該有機(jī)物分子有幾種不同類型的氫原子及它們的數(shù)目。例2、某有機(jī)物由C、H、O三種元素組成，它的紅外吸收光譜說明有羥基O－H鍵和烴基上C－H鍵的紅外吸收峰，且烴基與羥基上氫原子個(gè)數(shù)比為2︰1，它們的相對(duì)分子質(zhì)量為62，試寫出該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。練習(xí)5、分子式為C3H6O2的有機(jī)物，假設(shè)在1H-NMR譜上觀察到氫原子峰的強(qiáng)度為3:3，那么結(jié)構(gòu)簡式可能為_____________,假設(shè)給出峰的強(qiáng)度為3:2:1，那么可能為__________________。

CH3COOCH3CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、CH3COCH2OH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“開展了生物宏觀形態(tài)的鑒別和結(jié)構(gòu)分析方法〞。瑞典皇家科學(xué)院對(duì)庫爾特.伍斯里奇的褒獎(jiǎng)辭中那么稱“他在測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)〞。資料卡手性分子拓展視野諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與逆合成分析理論科里(EliasJamesCorey)，美國有機(jī)化學(xué)家，生于1928年7月12日，科里從20世紀(jì)50年代后期開始從事有機(jī)合成的研究工作，30多年來他和他的同事們共同合成了幾百個(gè)重要天然化合物。這些天然化合物的結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，合成難度很大。1967年他提出了具有嚴(yán)格邏輯性的“逆合成分析原理〞，以及合成過程中的有關(guān)原那么和方法。他建議采取逆行的方式，從目標(biāo)物開始，往回推導(dǎo)，每回推一步都可能有好幾種斷裂鍵的方式，仔細(xì)分析并比較優(yōu)劣，挑其可行而優(yōu)者，然後繼續(xù)往回推導(dǎo)至簡單而易得的原料為止。按照這樣的方式，一個(gè)有機(jī)合成化學(xué)家就不需要漫無邊際的冥想，而不知從何著手了，因?yàn)樗钠瘘c(diǎn)其實(shí)就是他的終點(diǎn)?？评镞€開創(chuàng)了運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)合成設(shè)計(jì)。這實(shí)際上是使他的“逆合成分析原理〞及有關(guān)原那么、方法數(shù)字化。由于科里提出有機(jī)合成的“逆合成分析方法〞并成功地合成50多種藥劑和百余種天然化合物，對(duì)有機(jī)合成有重大奉獻(xiàn)，而獲得1990年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。三、有機(jī)化學(xué)反響的研究1818OOCH3—C—OH+H—O—C2H5CH3—C—O—C2H5+H2O濃H2SO4問題解決酯化反響的反響機(jī)理H2SO41818OOCH3—C—O—C2H5+H2O

CH3—C—O—H+C2H5OH酯的水解反響機(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)別離，為他日后研究放射性同位素作示蹤物打下了根底。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年7月5日在德國去世，享年81歲。拓展視野諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與不對(duì)稱合成2001年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予給三位科學(xué)家，他們分別是美國科學(xué)家諾爾斯、日本科學(xué)家野依良治及美國科學(xué)家夏普雷斯。得獎(jiǎng)理由：在手性催氫化反響研究方面做出卓越奉獻(xiàn)；s://suncity001申博創(chuàng)贏會(huì)wrf39xuz境，怎么可能產(chǎn)生共鳴。今日他說的一席話，確實(shí)讓慕容凌娢受益匪淺，甚至有些慶幸，總算有一個(gè)和自己想法類似的人了?！岸嘀x公子教誨，白綾受益匪淺。〞慕容凌娢起身作揖。“姑娘不必如此多禮。〞他將琴還給慕容凌娢，起身道，“時(shí)候不早了，我也該走了。〞“哦……〞白綾也跟著起身，總感覺應(yīng)該再說些什么。按照常理，是不是應(yīng)該送人到門口然后再說一聲“公子常來玩啊～〞?？墒沁@樣也太無聊了，慕容凌娢立刻否決了這個(gè)想法。最后，她一抱拳，頗有大義凌然的樣子，“那好吧，咱們青山不該，綠水長流，有緣再見。〞有氣勢，不肉麻，無套路，并且別出心裁，雖然依舊是很老的梗，不過再老也不會(huì)比這個(gè)時(shí)代老了。慕容凌娢很佩服自己的機(jī)智?！芭秾?duì)了，我叫張祁淵。有緣再見了。〞他回眸一笑，使人如沐春風(fēng)一般。“恩，咱們有緣再見。〞慕容凌娢在心中默念了兩遍他的名字，順便告誡自己不要在這個(gè)時(shí)候犯臉盲癥。該記住的決不能模糊，要是下次在大街上遇見了，認(rèn)不出對(duì)方，那就太為難了。……清晨，百蝶推開了自己房間的門，剛想出去走散散步，就看到慕容凌娢一副陰郁的表情站在門外?！澳饺萘鑺文阍趺丛谶@兒？〞百蝶大驚小怪的嚷嚷，“看看你這黑眼圈，怎么這么明顯，昨天晚上休息的不算晚吧？怎么會(huì)成這個(gè)樣子！〞“呵呵，沒那么夸張啦，像我們這種習(xí)慣了熬夜的學(xué)生黨，一天保證五個(gè)小時(shí)睡眠已經(jīng)很奢侈了。〞慕容凌娢揉了揉眼睛，“我就是想問問你這里有沒有《高山流水》的琴譜。〞“你要那東西干嘛？〞“就是因?yàn)橛洸黄饋碜V子了，所以想重新看看。〞慕容凌娢簡單的解釋道?！皠e告訴我你就是因?yàn)檫@點(diǎn)小事一晚上都沒睡的。〞“不然我也不會(huì)在這里等你了。〞“我說你是不是受什么刺激了？〞百蝶奇怪的打量著慕容凌娢，“這首曲子醉影樓的很多歌伎都會(huì)彈，而且彈得都很好。你就算會(huì)了，也輪不到你來彈啊。〞“你就讓我試試嘛，就算沒什么成果，也不會(huì)有什么損失啊。〞慕容凌娢哀求百蝶?！拔液盟拼_實(shí)沒有什么損失……那就給你好了。〞百蝶不想被慕容凌娢繼續(xù)糾纏下去