第一章

有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與研究方法第二節(jié)

研究有機(jī)物的一般方法

課時(shí)2研究有機(jī)化合物的一般方法蒸餾、萃取、分液、重結(jié)晶等元素定量分析質(zhì)譜法波譜分析：紅外光譜、核磁共振氫譜、X射線衍射等分離、提純確定實(shí)驗(yàn)式確定分子式確定分子結(jié)構(gòu)研究有機(jī)化合物的基本步驟一、確定實(shí)驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)式(也稱最簡(jiǎn)式)：表示有機(jī)化合物分子中所含元素的原子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)整數(shù)比的式子。

定性分析——鑒定有機(jī)物分子的元素組成

例如有機(jī)物完全燃燒，生成物使無(wú)水CuSO4變藍(lán)、澄清石灰水變渾濁，則該有機(jī)物中一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素。定量分析——測(cè)定有機(jī)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)元素分析原理：一定量有機(jī)物燃燒簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物定量測(cè)定無(wú)機(jī)物質(zhì)量推算各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)式(最簡(jiǎn)式）計(jì)算1、李比希法原理：一定量有機(jī)物[含C、H、(O)]CuO氧化H2OCO2無(wú)水CaCl2吸收濃KOH吸收用C、H、O元素原子個(gè)數(shù)比確定實(shí)驗(yàn)式剩余的為O元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)圖1李比希法設(shè)備圖圖2李比希簡(jiǎn)易裝置圖反應(yīng)前后裝置質(zhì)量差計(jì)算C、H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以直接測(cè)出有機(jī)物中各元素原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2、現(xiàn)代元素分析儀“快、狠、準(zhǔn)”現(xiàn)代化的元素分析儀1.某種含C、H、O三種元素的未知物A，經(jīng)燃燒分析實(shí)驗(yàn)測(cè)得其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.2%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.1%。試求該未知物A的實(shí)驗(yàn)式。解：（1）計(jì)算該有機(jī)化合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(O)=100%-52.2%-13.1%=34.7%（2）計(jì)算該有機(jī)化合物分子內(nèi)各元素原子的個(gè)數(shù)比：

答：該未知物A的實(shí)驗(yàn)式為C2H6O。

2.燃燒某有機(jī)物A1.50g,生成1.12L(標(biāo)況)CO2和0.05molH2O。求該有機(jī)物的分實(shí)驗(yàn)式。【解答】則，實(shí)驗(yàn)式為：CH2O二、確定分子式根據(jù)實(shí)驗(yàn)式確定它的分子式，還需要什么條件？確定相對(duì)分子質(zhì)量1、計(jì)算法②相對(duì)密度法：根據(jù)氣體A相對(duì)于氣體B(已知)的相對(duì)密度d。MA＝d×MB。①標(biāo)準(zhǔn)狀況密度法：已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度ρ，求算摩爾質(zhì)量。M＝ρ×22.4L·mol－1。④利用各類有機(jī)物的分子通式及相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式③混合氣體平均摩爾質(zhì)量：3.列式計(jì)算下列有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量：28(4)3.2g某飽和一元醇與足量金屬鈉反應(yīng)得到1.12L(標(biāo)況)氫氣。(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56g某氣態(tài)烴的體積為448ml;(2)某有機(jī)物在相同狀況下對(duì)空氣的相對(duì)密度為4；(3)某有機(jī)物的蒸氣密度是相同狀況下氫氣密度的14倍；29×4=11614×2=282R—OH+2Na→2R—ONa+H2↑322、儀器測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定——

質(zhì)譜法有機(jī)物分子確定相對(duì)分子質(zhì)量離子的質(zhì)荷比高能電子流轟擊帶正電荷的分子離子和碎片離子磁場(chǎng)作用下先后到達(dá)檢測(cè)儀質(zhì)譜圖質(zhì)荷比=電荷相對(duì)分子質(zhì)量最大分子、離子的質(zhì)荷比越大，達(dá)到檢測(cè)器需要的時(shí)間越長(zhǎng)，因此質(zhì)譜圖中的質(zhì)荷比最大的就是未知物的相對(duì)分子質(zhì)量。讀圖技巧：看最大的質(zhì)荷比相對(duì)分子質(zhì)量4.某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)確定：①測(cè)定實(shí)驗(yàn)式：某含C、H、O三種元素的有機(jī)物，經(jīng)燃燒分析實(shí)驗(yàn)測(cè)定其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是64.86%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是13.51%,則其實(shí)驗(yàn)式是（

）。

②確定分子式：下圖是該有機(jī)物的質(zhì)譜圖，則其相對(duì)分子質(zhì)量為（），分子式為（

）。74C4H10O74C4H10O三、確定分子結(jié)構(gòu)例：未知物A的分子式為C2H6O，其結(jié)構(gòu)可能是什么？確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)式的一般步驟是：（1）根據(jù)分子式寫出可能的同分異構(gòu)體（2）利用該物質(zhì)的性質(zhì)推測(cè)可能含有的官能團(tuán)，最后確定正確的結(jié)構(gòu)測(cè)定方法化學(xué)方法：看是否與Na反應(yīng)物理方法：紅外光譜法等如分子式為C2H6O的有機(jī)物A有如下兩種可能的結(jié)構(gòu)，利用紅外光譜來(lái)測(cè)定，分子中有O—H(或—OH)可確定A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。1、紅外光譜原理：不同官能團(tuán)或化學(xué)鍵吸收頻率不同，在紅外光譜圖上將處于不同的位置。CH3CH2OH未知物A的紅外光譜圖——測(cè)定有機(jī)化合物分子中化學(xué)鍵或官能團(tuán)。5.有機(jī)物Y的分子式為C4H8O2，其紅外光譜如圖所示，則該有機(jī)物可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為（）

A．CH3COOCH2CH3B．OHCCH2CH2OCH3C．HCOOCH2CH2CH3D．(CH3)2CHCOOHA2、核磁共振氫譜——測(cè)定有機(jī)化合物分子中氫原子的類型和數(shù)目。核磁共振儀

不同吸收峰的面積之比(強(qiáng)度之比)＝不同氫原子的個(gè)數(shù)之比。吸收峰數(shù)目＝氫原子類型,氫原子核具有磁性。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。原理：核磁共振氫譜：3組峰,強(qiáng)度比=1:2:3CH3CH2OH對(duì)于CH3CH2OH、CH3—O—CH3這兩種物質(zhì)來(lái)說(shuō)，除了氧原子的位置、連接方式不同外，碳原子、氫原子的連接方式也不同(即等效氫的種數(shù)不同)。這兩種物質(zhì)的等效氫分別是多少種？它們?cè)诤舜殴舱駳渥V中如何體現(xiàn)？3種氫原子3:2:1不同氫原子的個(gè)數(shù)之比

未知物A：二甲醚

:吸收峰數(shù)目1種CH3—O—CH33、X射線衍射原理：X射線是一種波長(zhǎng)很短的電磁波，它和晶體中的原子相互作用可以產(chǎn)生衍射圖

。X射線衍射儀衍射圖根據(jù)原子坐標(biāo)，可以計(jì)算原子間的距離，判斷哪些原子之間存在化學(xué)鍵,確定鍵長(zhǎng)和鍵角，得出分子的空間結(jié)構(gòu)。

單晶衍射圖—有機(jī)化合物（特別是復(fù)雜的生物大分子）晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定已知某有機(jī)物A的紅外光譜和核磁共振氫