第一章第二節(jié)第2課時確定有機物的分子結構課件高二下學期化學人教版選擇性必修3

第一章

第一節(jié)有機化合物的結構特點第2課時

確定有機物的分子結構有機化合物的結構特點與研究方法PART01確定實驗式01確定實驗式一、元素的定性、定量分析1.定義用化學方法測定有機化合物的元素組成，以及各元素的質量分數。2.原理一般是將一定量的有機化合物燃燒，轉化為簡單的無機化合物，并進行定量測定，通過無機化合物的質量推算出該有機化合物所含各元素的質量分數，然后計算出該有機化合物分子內各元素原子的最簡整數比，確定其實驗式（也稱最簡式）。01確定實驗式二、元素的定性、定量分析的方法1.李比希法01確定實驗式二、元素的定性、定量分析的方法1.李比希法例1.某有機物A只含C、H、O三種元素，取3.0g該有機物在足量O2中充分點燃，并將產物依次通過足量濃硫酸和堿石灰，測得二者分別增重1.8g和4.4g，試求有機物A的實驗式。CH2O例2.某有機物B只含C、H、O三種元素，取3.0gB與4.48LO2(標準狀況)在密閉容器中燃燒，燃燒后生成CO2、CO和水蒸氣，反應物沒有剩余。將反應生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰，濃硫酸增重3.6g，堿石灰增重4.4g，試求有機物B的實驗式。C3H8O思考：以上兩題中能否確定有機物的分子式？若實驗式中H原子已經飽和，則實驗式就是分子式01確定實驗式二、元素的定性、定量分析的方法2.現代化元素分析儀現代化的元素分析儀分析的精準度和分析速度都達到了很高的水平。01確定實驗式二、元素的定性、定量分析的方法2.現代化元素分析儀例3.用元素分析儀對有機物M進行分析，測得其中碳的質量分數為52.2%，氫的質量分數為13.1%，其余為氧，試求該有機物的實驗式。C2H6OPART02確定分子式02確定分子式思考：在知道了有機物的實驗式后，如何進一步確定有機物的分子式？只需要知道有機物的相對分子質量，質譜法是快速、精確測定相對分子質量的重要方法。02確定分子式一、質譜法質譜儀02確定分子式一、質譜法1.原理待測樣品分子離子碎片離子檢測器記錄高能電子流轟擊失去電子電場、磁場作用分子離子和不同的碎片離子因質量、電荷的不同，到達檢測器的時間不同，據此得出的檢測記錄叫做質譜圖。02確定分子式一、質譜法2.質譜圖質荷比：相對質量與電荷數的比值相對豐度：該離子在所有離子中所占的百分比質譜圖中，質荷比最大的離子為分子離子，其質荷比即為該有機物的相對分子質量圖中有機物的相對分子質量為4602確定分子式一、質譜法在已知有機物的實驗式的基礎上，只要測得有機物的相對分子質量，就可以知道有機物的分子式。而對于烴類物質，即使不知道實驗式，也可用通過相對分子質量得出其可能的分子式。例5.標準狀況下，某氣態(tài)烴的密度為1.25g/L，該烴的分子式為______。例4.相同條件下，某氣態(tài)烴相對H2的密度為29，該烴的分子式為______。02確定分子式二、確定有機物分子式的其他方法1.商余法對于烴類物質，只要用其相對分子質量除以12，所得的商為C原子數目，余數為H原子數目。C4H10C2H4例6.相同條件下，某烴的蒸氣相對H2的密度為36，該烴的分子式為______。02確定分子式二、確定有機物分子式的其他方法1.商余法對于烴類物質，只要用其相對分子質量除以12，所得的商為C原子數目，余數為H原子數目。C5H12例7.某一元醇的相對分子質量為60，該醇的分子式為______。C3H8O02確定分子式二、確定有機物分子式的其他方法2.燃燒通式法對于烴類物質，我們還可以設它的分子式為CxHy，通過其燃燒反應的通式，根據已知條件求分子式。CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+y/2H2O點燃例8.取1mol某烴完全燃燒，測得消耗氧氣的物質的量為5mol，則該烴的分子式可能為____________。C3H8、C4H4由于絕大多數有機物都存在同分異構現象，在確定了有機物的分子式后，我們還需要進一步確定其分子結構。PART03確定分子結構03確定分子結構一、紅外光譜法1.原理有機化合物受到紅外線照射時，能吸收與它的某些化學鍵或官能團的振動頻率相同的紅外線，通過紅外光譜儀的記錄形成該有機化合物的紅外光譜圖。2.作用紅外光譜圖中不同的化學鍵或官能團的吸收頻率不同，因此分析有機化合物的紅外光譜圖，可獲得分子中所含有的化學鍵或官能團的信息。03確定分子結構一、紅外光譜法3.紅外光譜圖橫坐標：波數（波長的倒數）縱坐標：透過率03確定分子結構一、紅外光譜法3.紅外光譜圖例9.右圖為某有機物的紅外光譜圖，已知該有機物的分子式為C8H8O2，且苯環(huán)上只有一個支鏈，寫出該有機物可能的結構簡式。03確定分子結構二、核磁共振氫譜1.原理氫原子具有磁性，用電磁波照射含氫元素的化合物，其中的氫核會吸收特定頻率電磁波的能量而產生核磁共振現象，用核磁共振儀可以記錄到有關信號。處于不同化學環(huán)境中的氫原子因產生共振時吸收電磁波的頻率不同，相應的信號在譜圖中出現的位置也不同，具有不同的化學位移（用δ表示），而且吸收峰的面積與氫原子數成正比。03確定分子結構二、核磁共振氫譜2.作用由核磁共振氫譜圖可以獲得有機化合物中有幾種不同類型的氫原子（即幾種等效氫）及它們的相對數目等信息。3.核磁共振氫譜圖橫坐標：化學位移（δ）縱坐標：吸收強度核磁共振氫譜中的峰數（信號數）=不同環(huán)境的氫原子的種數峰面積之比=不同環(huán)境氫原子的個數比03確定分子結構二、核磁共振氫譜如圖所示為分子式為C2H6O的兩種有機物的核磁共振氫譜圖：03確定分子結構二、核磁共振氫譜例10.寫出以下有機物在核磁共振氫譜中的峰數以及峰面積之比：有機物橫磁共振氫譜圖峰數峰面積之比36∶4∶123∶203確定分子結構二、核磁共振氫譜例10.寫出以下有機物在核磁共振氫譜中的峰數以及峰面積之比：有機物橫磁共振氫譜圖峰數峰面積之比63∶3∶1∶1∶1∶143∶2∶2∶103確定分子結構二、核磁共振氫譜例11.某有機物分子式為C9H10O2，經紅外光譜測定分子中含有苯環(huán)和羧基，其核磁共振氫譜圖中有四組峰，且峰面積之比為1∶2∶6∶1，寫出該有機物可能的結構簡式。例12.某有機物分子式為C5H8，核磁共振氫譜中只有一組峰，寫出該有機物的結構簡式。03確定分子結構三、X射線衍射1.原理X射線是一種波長很短（約10-10）的電磁波，它和晶體中的原子相互作用可以產生衍射圖。經過計算可以從中獲得分子結構的有關數據，包括鍵長、鍵角等分子結構信息。2.應用將X射線衍射技術用于有機化合物（特別是復雜的生物大分