確定有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的分析思路和分析方法 貴州 王昭華 郵編：562400 通訊地址：貴州省興義市名仕苑8單元402一、確定有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的分析思路1、有機(jī)物組成元素的定性分析通常通過充分燃燒有機(jī)物的方式來確定有機(jī)物的組成元素，即：有機(jī)物組成元素對(duì)應(yīng)燃燒產(chǎn)物備注CCO2該有機(jī)物可能含有氧元素HH2OSSO2ClHClNN22、有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的定量分析二、確定有機(jī)物分子式的分析方法1、通式法常見有機(jī)物的分子通式有機(jī)物烷烴烯烴炔烴苯及其同系物醇酚醛羧酸通式CnH2n+2n1CnH2nn2CnH2n-2n2CnH2n-6n6CnH2n+2On1CnH2n-6On6CnH2nOn1CnH2nO2n1方法：例題1：某烷烴的相對(duì)分子質(zhì)量為44，則該烷烴的分子式為 。解析：烷烴的通式為CnH2n+2 ，則其相對(duì)分子質(zhì)量為：14n + 2 = 44 ，n = 3 ，故該烷烴的分子式為：C3H8 2、質(zhì)量分?jǐn)?shù)法方法：相對(duì)分子質(zhì)量C、H、O等原子數(shù) 分子式例題2：某有機(jī)物樣品3g 充分燃燒后，得到4.4g CO2 和1.8g H2O ，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其相對(duì)分子質(zhì)量為60，求該有機(jī)物的分子式。解析：根據(jù)題意可判斷該有機(jī)物分子中一定含有C和H元素，可能含有氧元素。 樣品 CO2 H2O 3g 4.4g 1.8g則：m(C) = m(H) = 根據(jù)質(zhì)量守恒可判斷該有機(jī)物分子中一定含有O元素，則該有機(jī)物分子中C、H、O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為：(C) = (H) = (O) = 1 40% 6.67% = 53.33%則該有機(jī)物的一個(gè)分子中含有的C、H、O原子數(shù)依次為：N(C) = N(H) = N(O) = 故該有機(jī)物的分子式為C2H4O2 。3、最簡(jiǎn)式法方法：質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量比原子數(shù)之比 最簡(jiǎn)式分子式 （最簡(jiǎn)式）n = 分子式有時(shí)可根據(jù)最簡(jiǎn)式和有機(jī)物的組成特點(diǎn)（H原子飽和情況）直接確定分子式，如：最簡(jiǎn)式氫原子飽和情況分子式CH3當(dāng)n = 2時(shí)，氫原子達(dá)到飽和C2H6CH3O當(dāng)n = 2時(shí)，氫原子達(dá)到飽和C2H6O2CH4氫原子已達(dá)到飽和CH4CH3Cl氫原子已達(dá)到飽和（把Cl看作H）CH3ClCH4O氫原子已達(dá)到飽和CH4OC2H6O氫原子已達(dá)到飽和C2H6OC4H10O3氫原子已達(dá)到飽和C4H10O3例題：如例題2 ，該有機(jī)物分子中各元素原子的數(shù)目之比為：N(C) N(H) N(O) = 121故該有機(jī)物的最簡(jiǎn)式為：CH2O ，則：（12 + 12 + 16） n = 60 ，n = 2則該有機(jī)物的分子式為：C2H4O2 。4、燃燒通式法方法：燃燒通式、相對(duì)分子質(zhì)量和燃燒產(chǎn)物質(zhì)量分子式烴: CxHy + （）O2 CO2 + H2O V（體積變化）烴的含氧衍生物: CxHyOm + （）O2 CO2 + H2O V（體積變化）例題：如例題2，設(shè)該有機(jī)物的分子式為：CxHyOm CxHyOm + （）O2 CO2 + H2O 60 44 18 3g 4.4g 1.8g = 2 ， = 4又12 + + 16 = 60 ，則： = 2故該有機(jī)物的分子式為：C2H4O2 。5、化學(xué)方程式法方法：有機(jī)物分子通式和化學(xué)方程式 分子式例題3：某飽和一元醇A 0.16g 與足量的金屬鈉充分反應(yīng)，產(chǎn)生56 mL氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），求該一元醇的分子式。解析：設(shè)該飽和一元醇的分子式為：CnH2n+2O ，則2CnH2n+2O + 2Na 2CnH2n+1ONa + H22（14n + 18）g 22.4L 0.16g 0.056L 故該飽和一元醇的分子式為：CH4O 。6、比例法方法：n(有機(jī)物A)n(C)n(H)n(O) = 1例題：如例題2，樣品 CO2 H2O O(樣品中的氧原子) 3g 4.4g 1.8g 3g1.2g0.2g = 1.6g則，n(A)n(C)n(H)n(O) = = 0.05mol0.1mol0.2mol0.1mol = 1242則該有機(jī)物的分子式為：C2H4O2 。7、商余法方法：將烴的相對(duì)分子質(zhì)量（或者將有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量減去官能團(tuán)的相對(duì)分子質(zhì)量后的差值），除以14（即CH2的相對(duì)質(zhì)量），則最大的商為烴或烴基中含CH2原子團(tuán)的個(gè)數(shù)，余數(shù)為氫原子數(shù)（若余數(shù)為正數(shù)，則加氫原子數(shù)；若余數(shù)為負(fù)數(shù)，則減氫原子數(shù)）。即：Mr 14 = (商) (余數(shù)) ，如：烴或烴基通式相對(duì)分子質(zhì)量商（）余數(shù)（）烷烴2烷烴基1烯烴或環(huán)烷烴0烯烴基或環(huán)烷烴基1炔烴或二烯烴2炔烴基或二烯烴基3苯或苯的同系物6苯或苯的同系物的烴基7若6 ，并且烴為不飽和烴時(shí)，每減少1個(gè)碳原子，烴分子相應(yīng)增加12個(gè)氫原子，直到烴為飽和烴為止；反之，當(dāng)烴為飽和烴時(shí)，每增加1個(gè)碳原子，烴分子相應(yīng)減少12個(gè)氫原子。例題4：某烴的相對(duì)分子質(zhì)量為128，則該烴的分子式為 。解析： 故該烴的通式為 ，分子式為 。當(dāng)增加1個(gè)碳原子時(shí)，相應(yīng)減少12個(gè)氫原子，則分子式為 。則該烴的分子式為或 。三、確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)式的分析方法1、根據(jù)價(jià)鍵規(guī)律確定某些有機(jī)物根據(jù)價(jià)鍵規(guī)律只存在一種結(jié)構(gòu)，則直接由分子式便可確定該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。例如分子式為C2H6 ，根據(jù)價(jià)鍵規(guī)律，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式只能為CH3CH3 ；分子式為CH4O ，根據(jù)價(jià)鍵規(guī)律，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式只能為CH3OH 。2、根據(jù)同分異構(gòu)體的限定條件確定例如，分子式為C5H12的烷烴，其一氯代物只有一種，則該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式只能為：3、根據(jù)定性實(shí)驗(yàn)確定方法：實(shí)驗(yàn) 特征性質(zhì) 官能團(tuán)種類、數(shù)目和位置 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式有機(jī)物分子式特征性質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式例如有機(jī)物C2H4O2能使紫色石蕊試液變紅CH3COOH能發(fā)生酯化反應(yīng)，又能發(fā)生銀鏡反應(yīng)HOCH2CHO能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生水解反應(yīng)HCOOCH34、根據(jù)特征信息紅外光譜法和核磁共振氫譜法確定例如核磁共振技術(shù)是利用核磁共振譜來測(cè)定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，最有實(shí)用價(jià)值的就是氫譜，常用HNMR表示，如，乙醚分子中有兩種等效氫原子，其HNMR譜中有兩個(gè)共振峰，兩個(gè)共振峰的強(qiáng)度之比為32 ；乙醇分子中有三種等效氫原子，其HNMR譜中有三個(gè)共振峰，三個(gè)共振峰的強(qiáng)度之比為321 。信息特征：共振峰的強(qiáng)度比剛好為各種等效氫原子的總數(shù)之比；根據(jù)強(qiáng)度比可求出各種等效氫原子原子團(tuán)的個(gè)數(shù)，即（乙醚分子中的氫原子