《有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)式的確定》

1、有機(jī)物分子式的確定有機(jī)物分子式的確定一、一、 有機(jī)物組成元素種類的判斷。有機(jī)物組成元素種類的判斷。問(wèn)題問(wèn)題1 1：有機(jī)物中常見(jiàn)元素的實(shí)驗(yàn)確定？特征元素的有效判斷方：有機(jī)物中常見(jiàn)元素的實(shí)驗(yàn)確定？特征元素的有效判斷方 法？法？1一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)物在一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)物在O2或空氣中完全燃燒，各元素對(duì)或空氣中完全燃燒，各元素對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是：應(yīng)的產(chǎn)物是：C ，H ，SSO2，NN2等。等。2烴、烴的含氧衍生物，在氧氣中完全燃燒，都生成且烴、烴的含氧衍生物，在氧氣中完全燃燒，都生成且僅生僅生 成成 和和 。有機(jī)物和。有機(jī)物和CO2之間碳質(zhì)量守恒，有之間碳質(zhì)量守恒，有機(jī)物和機(jī)物和H2O之間氫質(zhì)量守恒。即有機(jī)物完全

2、燃燒后若產(chǎn)物之間氫質(zhì)量守恒。即有機(jī)物完全燃燒后若產(chǎn)物僅為僅為CO2和和H2O，則其組成元素可能為，則其組成元素可能為 或或 。CO2H2OCO2H2OC、HC、H、O3如何確定有機(jī)物中是否含氧元素？如何確定有機(jī)物中是否含氧元素？（提示：根據(jù)燃燒前后提示：根據(jù)燃燒前后C、H質(zhì)量守恒）質(zhì)量守恒）某有機(jī)物某有機(jī)物6.4g在氧氣中完全燃燒，只生成在氧氣中完全燃燒，只生成8.8g CO2和和7.2g H2O，則下列說(shuō)法正確的是，則下列說(shuō)法正確的是 () A該化合物僅含該化合物僅含C、H兩種元素兩種元素 B分子中分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為原子個(gè)數(shù)比為1 2 C無(wú)法確定該化合物是否含有氧元素?zé)o法確定該化合物是

3、否含有氧元素 D該化合物的分子式一定是該化合物的分子式一定是CH4O若所得實(shí)驗(yàn)式（即最簡(jiǎn)式）中氫原子已飽和，實(shí)驗(yàn)式若所得實(shí)驗(yàn)式（即最簡(jiǎn)式）中氫原子已飽和，實(shí)驗(yàn)式即所求分子式。即所求分子式。D例例1：有機(jī)物：有機(jī)物A中含中含C、H、O, w(C)=44.1% ,w(H)=8.82%, (1)求求A的最簡(jiǎn)式的最簡(jiǎn)式; (2)求求A的分子式。的分子式。 解析：解析： w(O)=47.08%n(C)：n(H)：n(O)= ： ： 44.1128.82147.0816最簡(jiǎn)式為最簡(jiǎn)式為C5H12O4;氫原子已經(jīng)飽和，故分子式為氫原子已經(jīng)飽和，故分子式為C5H12O4= 5 ：12 ：4二、有機(jī)物分子式的確

4、定二、有機(jī)物分子式的確定1.實(shí)驗(yàn)式（最簡(jiǎn)式）法實(shí)驗(yàn)式（最簡(jiǎn)式）法2、商余法、商余法-之等量代換之等量代換 (1) 若若H個(gè)數(shù)大于個(gè)數(shù)大于12時(shí)，可減時(shí)，可減12個(gè)個(gè)H而加而加1個(gè)個(gè)C。 (2) 若為烴的含若為烴的含氧衍生物氧衍生物，求出烴分子式后，用，求出烴分子式后，用 1個(gè)個(gè)“O” 代換代換1個(gè)個(gè)“CH4” ，看是否合理。，看是否合理。練：某有機(jī)物練：某有機(jī)物A的相對(duì)分子質(zhì)量為的相對(duì)分子質(zhì)量為128,若若A是烴是烴,則它的分子式可能是則它的分子式可能是 或或 。 C9H20C10H83、燃燒方程式法、燃燒方程式法有機(jī)物有機(jī)物分子分子高能電子束轟擊高能電子束轟擊帶電的帶電的 “碎片碎片”確定分

5、確定分子量子量碎片的質(zhì)荷比碎片的質(zhì)荷比質(zhì)荷比：質(zhì)荷比：碎片的相對(duì)質(zhì)量（碎片的相對(duì)質(zhì)量（m m）和所帶電荷的比值）和所帶電荷的比值（由于分子離子的質(zhì)荷比越大，達(dá)到檢測(cè)器需要的時(shí)間最長(zhǎng)，因此（由于分子離子的質(zhì)荷比越大，達(dá)到檢測(cè)器需要的時(shí)間最長(zhǎng)，因此譜圖中的最大質(zhì)荷比的就是未知物的相對(duì)分子質(zhì)量譜圖中的最大質(zhì)荷比的就是未知物的相對(duì)分子質(zhì)量）質(zhì)譜法質(zhì)譜法二、相對(duì)分子質(zhì)量的確定二、相對(duì)分子質(zhì)量的確定311008060402002030405027294546CH3CH2+CH2=OH+CH3CH=OH+乙醇的質(zhì)譜圖乙醇的質(zhì)譜圖 最大分子離子最大分子離子的質(zhì)荷比最大的質(zhì)荷比最大，達(dá)到檢測(cè)器需要達(dá)到檢測(cè)器需要

6、的時(shí)間越長(zhǎng)的時(shí)間越長(zhǎng)，因因此此質(zhì)譜圖中的質(zhì)質(zhì)譜圖中的質(zhì)荷比最大的就是荷比最大的就是未知物的相對(duì)分未知物的相對(duì)分子質(zhì)量子質(zhì)量。 練習(xí)練習(xí)22某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)確定：某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)確定：測(cè)定實(shí)驗(yàn)式：某含測(cè)定實(shí)驗(yàn)式：某含C C、H H、O O三種元素的有機(jī)物，經(jīng)燃燒分析實(shí)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)是驗(yàn)測(cè)定其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是64.86%64.86%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是13.51%, 13.51%, 則則其實(shí)驗(yàn)式是（其實(shí)驗(yàn)式是（ ）。）。 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（為（ ），分子式為），分子式

7、為（ ）。）。C4H10O74C4H10O核磁共振氫譜核磁共振氫譜氫原子種類不同（所氫原子種類不同（所處的化學(xué)環(huán)境不同）處的化學(xué)環(huán)境不同）特征峰也不同特征峰也不同紅外光譜紅外光譜作用：作用：獲得分子中含有何種獲得分子中含有何種化學(xué)鍵化學(xué)鍵或或官能團(tuán)官能團(tuán)的信息的信息作用：作用：測(cè)定有機(jī)物分子中測(cè)定有機(jī)物分子中等效氫原子等效氫原子的類型和數(shù)目的類型和數(shù)目 三、分子結(jié)構(gòu)的鑒定三、分子結(jié)構(gòu)的鑒定 例例3 3、下圖是一種分子式為、下圖是一種分子式為C C3 3H H6 6O O2 2的有機(jī)物的紅外光的有機(jī)物的紅外光譜譜圖譜譜圖, ,則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3COOCH3或或

8、HOOCH2CH3COCC=O不對(duì)稱不對(duì)稱CH3用核磁共振儀可以記錄氫原子有關(guān)信號(hào)，用核磁共振儀可以記錄氫原子有關(guān)信號(hào)，處于不處于不同化學(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)吸收的頻率不同不同，在譜圖上出現(xiàn)的，在譜圖上出現(xiàn)的位置也不同位置也不同。且。且吸收峰的吸收峰的面積與氫原子數(shù)成正比面積與氫原子數(shù)成正比?？梢酝浦撚袡C(jī)物分子可以推知該有機(jī)物分子有有幾種不同類型的氫原子幾種不同類型的氫原子及及它們的數(shù)目多少它們的數(shù)目多少。2.2.核磁共振氫譜核磁共振氫譜結(jié)構(gòu)分析：結(jié)構(gòu)分析：核磁共振法核磁共振法作用：作用：測(cè)定有機(jī)物中測(cè)定有機(jī)物中H 原子的原子的種類種類和和數(shù)目

9、數(shù)目信信號(hào)號(hào)個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)信號(hào)強(qiáng)度信號(hào)強(qiáng)度之比之比峰峰面面積積吸收峰數(shù)目氫原子類型吸收峰數(shù)目氫原子類型不同吸收峰的面積之比（強(qiáng)度之比）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)之比不同氫原子的個(gè)數(shù)之比例例4 4、分子式為、分子式為C C2 2H H6 6O O的兩種有機(jī)化合物的的兩種有機(jī)化合物的1 1H H核磁共振核磁共振譜，你能分辨出哪一幅是乙醇的譜，你能分辨出哪一幅是乙醇的1 1H-NMRH-NMR譜圖嗎譜圖嗎? ?核磁共振儀核磁共振儀 C6.6.下列有機(jī)物在下列有機(jī)物在H-NMR上只給出一組峰的是上只給出一組峰的是( ) ( ) A A、HCHO BHCHO B、CHCH3 3OH OH

10、 C C、HCOOH DHCOOH D、CHCH3 3COOCHCOOCH3 3A 5.5.下圖是某有機(jī)物的下圖是某有機(jī)物的1 1H H核磁共振譜圖，則該有機(jī)核磁共振譜圖，則該有機(jī)物可能是物可能是 ( )( )A. CHA. CH3 3CHCH2 2OH B. CHOH B. CH3 3CHCH2 2CHCH2 2OH OH C. CHC. CH3 3O OCHCH3 3 D. CH D. CH3 3CHOCHO核磁共振儀核磁共振儀 問(wèn)題探究：?jiǎn)栴}探究：1.1.下列有機(jī)物在下列有機(jī)物在H-NMR上各有幾組上各有幾組峰？峰面積之比又分別是多少？峰？峰面積之比又分別是多少？組；組；組組組；組；4

11、4組；組；CHCH3 3-CH-CH-CH-CH3 3CHCH3 3CHCH3 3-C-CH-C-CH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3-CH-CH2 2-CH-CH-CH-CH3 3CHCH3 3CHCH3 3-CH-CH2 2-OH-OH7.7.分子式為分子式為C C3 3H H6 6O O2 2的二元混合物，分離后的二元混合物，分離后, ,在核在核磁共振氫譜上觀察到氫原子給出的峰有兩種情磁共振氫譜上觀察到氫原子給出的峰有兩種情況。第一種情況峰給出的強(qiáng)度為況。第一種情況峰給出的強(qiáng)度為1 11 1；第二種；第二種情況峰給出的強(qiáng)度為情況峰給出的強(qiáng)度為3 32 21 1。由此推斷混合。由此推斷混合物的組成可能是（寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）物的組成可能是（寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式） 。CH3COOCH3CH3CH2COOHHOCH2COCH3HCOOCH2CH31 13 2 1核磁共振儀核磁共振儀 質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀一、元素分析與相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定一、元素分析與相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定1.1.元素分析：元素分析：元素組成（定性）（定性） 分子式（定量）（定量）2.2.相