第39講有機物化合物結構的測定.doc

1、第39講有機物化合物結構的測定建議2課時完成考試目標1. 了解確定有機化合物結構的一樣步驟和程序。選考內容2. 能夠進行確定有機物分子式的簡單運算。選考內容3. 能利用官能團的檢驗方法及相關圖譜確定有機物的組成和結構。選考內容4. 綜合應用各類物質的性質，進行鑒不、分離、提純和推導未知物質。必考加選考內容5. 了解確定有機化合物結構的化學方法和某些物理方法。選考內容要點精析一、有機物結構測定的步驟和程序二、有機化合物分子式的確定1、確定有機化合物元素組成：C、H、O質量分數(shù)的測定 某有機物完全燃燒后假設產物只有CO2和H20或不完全燃燒后生成 C0、C02和H20,那么其組成元素可能為 C、H

2、或C、H、0。 欲判定該有機物中是否含有氧元素，第一應求出產物中所含碳元素的質量及氫元素的質量，然后將碳、氫元素的質量之和與原有機物質量比較，假設兩者相等，那么原有機物的組成中不含氧；否那么，原有機物的組成中含氧。(2)氮元素養(yǎng)量分數(shù)的測定樣品在一定條件下轉化為氮氣，求出氮元素的質量分數(shù)。鹵元素養(yǎng)量分數(shù)的測定樣品在一定條件下轉化成鹵化銀沉淀，求出鹵素的質量分數(shù)。2、測定有機化合物相對分子質量標準狀況下氣體的密度為p0,那么該氣體的相對分子質量Mr=22.4 p 0假設A氣體對B氣體的相對密度為 D，那么A的相對分子質量 Ma = D?MB(3)求混合氣體的平均式量M = Ma?A% + Mb?

3、B% + Mc?C% (A%、B% C%為a b、c氣體在混合氣體中的體積分數(shù)) 求混合物的平均式量：M = m(混總)/n(混總)(5)質譜法三、有機化合物結構式的確定1、有機化合物分子不飽和度的運算(1) 分子不飽和度=n(c)+ 1 n(H)/2n(c):碳原子個數(shù)n(H)=氫原子數(shù)+鹵原子數(shù) N原子數(shù)(2) 雙鍵脂環(huán)的分子不飽和度為1、參鍵分子不飽和度為 2、苯環(huán)分子不飽和度為42、確定有機化合物官能團(1)化學檢驗方法官能團試齊判定依據(jù)C = C或參鍵Br2的四氯化碳溶液紅棕色褪去酸性KMnO4溶液紫色褪去R OHNa有氫氣放出CHO銀氨溶液有銀鏡生成新制Cu(OH) 2懸濁液磚紅色

4、沉淀酚羥基FeCl3溶液紫色溴水有白色沉淀生成COOH紫色石蕊試液變紅NaHCO3有CO2氣體生成鹵代烴一X水解后，加稀硝酸和硝酸銀溶液生成沉淀氰基稀堿溶液，加熱有NH3放出物理檢驗方法紫外光譜可用于確定分子中有無共軛雙鍵。紅外光譜可用于確定分子中有哪些官能 團。核磁共振譜分為氫譜和碳譜兩類。比如氫譜能夠測定有機物分子中H原子在C骨架上的位置和數(shù)目，進而推斷出有機化合物的C骨架結構。(3) 常用鑒不法“加成：烯烴、炔烴、裂化汽油等含碳碳雙鍵或參鍵的物質取代：苯酚 能使溴水褪色的物質V 氧化：醛基CHO、H2S、SO2萃?。罕郊捌渫滴镒鬏腿猩珜釉谏蠈?；四氯化碳作 乂萃取劑，有色層在下層酒

5、精不能做萃取劑含碳碳雙鍵或參鍵的烴及其烴的衍生物能使酸性KMnO4溶液褪色的物質 y 含有CHO的物質、H2S、SO2、苯的同系物沉淀消逝呈藍色透亮溶液：甲酸、乙酸等新制氫氧化銅懸濁液7口熱至沸生成紅色沉淀：含 CHO的物質銀鏡反應：醛類、甲酸、甲酸某酯、甲酸鹽、葡萄糖、麥芽糖與鈉反應生成氫氣：醇、酚、羧酸等含有-OH的物質注意不可含水FeCl3溶液：遇酚顯紫色顯色反應 = 濃硝酸：遇含苯環(huán)的蛋白質顯黃色碘12：遇淀粉顯藍色H+： COOH指示劑V-OH :苯酚鈉溶液、乙酸鈉溶液四、分離和提純混合物的常用方法1蒸餾：適合于分離提純能夠相互溶解而各組分沸點有較大差距的液態(tài)混合物，如從乙醇的水溶液

6、中提純乙醇。 分餾是蒸餾的一種專門形式，它適用于多種組分溶解在一起的混合物，分餾得到的是一定沸點范疇的多種餾分，如石油分餾。2萃取：利用溶質在兩種互不相溶的溶劑里的溶解度的不同，用一種溶劑把溶質從另一種溶劑中提取出來的方法。如從溴水中提取溴，就能夠加入苯或四氯化碳進行萃取。3重結晶：提純固態(tài)混合物的常用方法，其原理是利用混合物中各組分在同一溶劑中溶解度隨溫度的變化相差較大，采納冷卻法將組分分離出來的方法。如分離KNO 3和NaCI的混合物，就能夠采納冷卻熱飽和溶液重結晶的方法。4分液：適用于互不可相溶的液體混合物，如分離NaCI溶液和溴的苯溶液。5.過濾：固體與液體不互溶的混合物。6滲析：用于

7、精制膠體。如除去淀粉溶液中的葡萄糖和NaCI，可將其裝入半透膜袋里懸掛在流淌的水中，葡萄糖分子及Na*、Cl等離子透過半透膜而進入水中。7.鹽析：向油脂堿性水解后的產物中，加入食鹽細粒，可使高級脂肪酸鈉的溶解性減小 而析出。鹽析是個可逆過程。常見的除雜方法物質雜質試齊U方法苯苯酚NaOH溶液分液乙酸乙酯乙酸飽和Na2CO3溶液分液溴苯BNaOH溶液分液乙醇少量水新制生石灰蒸餾乙醇乙酸CaO 或 NaOH蒸餾淀粉NaCl丨溶液蒸餾水滲析水溴苯或四氯化碳分液甲烷乙烯溴水洗氣物質分離和提純時，還能夠應用的化學方法有熱分解法氧化還原法 沉淀法酸堿溶法水解法等?；瘜W法提純和分離物質應遵守”四原那么和”三

8、必須?！彼脑敲词且徊辉?不增加新物質，二不減不減少被提純物質、三易分離被提純物與雜質易分離、四易復原被提純物易復原?！比仨毷浅s試劑必須過量，過量的試劑必須除盡，除雜途徑 必須最正確。例1 0.2mol有機物A和0.4molO2在密閉容器中燃燒后的產物為CQ、CO fO(g)，產物通過濃硫酸，質量增加 10.8g ;再通過灼熱的CuQ充分反應后，質量減輕3.2g ;最后氣體再通過堿石灰被完全吸取，質量增加17.6g。試推斷該有機物 A的分子式和相對分子質量。假設0.2mol的A恰好與9.2g金屬鈉完全反應，試確定該有機物的結構簡式并命名。解析由題意知，被濃硫酸吸取的水蒸氣的物質的量n(H2

9、Q)=10.8g/18g ?mol-1=0.6mol求與CuQ反應的CQ的物質的量CQ + CuQ=Cu + CQ2 減輕 m1mol16g0.2mol3.2g還原氧化銅的 CQ的物質的量n(CQ)=生成的CQ2的物質的量n(CCt) = 0.2mol被堿石灰吸取的 n(CQ) = 17.6g/44 g?mol-1= 0.4mol，其中由A燃燒生成的n(C6)=0.4mol 0.2mol = 0.2mol0.2molA 與 0.4molQ2 反應，生成 0.2molCQ 2 0.2molCQ 和 0.6molH2Q。即卩 1molA 與2molQ2反應，生成1molCQ2、1molCQ和3mo

10、lH 2Q。依照質量守恒定律得 A的分 子式為C2H6Q2,其相對分子質量為 62。與 0.2molA 反應的 n(Na)= 9.2g/23 g?mol-1 = 0.4mol,即 1molA 能夠與 2molNa 反 應，講明1個A分子中含有兩個羥基， 因此A的結構簡式為HOCH? CH2QH ,乙二 醇。例2 檸檬醛的結構簡式為：(CH3)2C=CHCH 2CH2C(CH3)=CHCHO(1) 檢驗檸檬醛分子中含有醛基的方法是 _;(2) 檢驗檸檬醛分子中含有碳碳雙鍵的方法是 。解答(1)加入銀氨溶液后加熱，有銀鏡顯現(xiàn)或加入新制的氫氧化銅懸濁液加熱至沸有紅色沉淀生成。(2)先加入銀氨溶液氧化醛基后，再加入溴水使其褪色。注意：不可直截了當用溴水檢驗例3香豆素是一種香料，常用于皂用香精及其他日用化工。香豆素的分子式是 C9H5O 2,分子中除有一個苯環(huán)外，還有一個六元環(huán)。有機物 A(C7H 6 O 2)和乙酸酐CHO1COIC3H在一定條件下經下面一系列的反應，