有機(jī)物結(jié)構(gòu)測(cè)定公開(kāi)課.

1、第二節(jié) 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測(cè)定教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo): 1、掌握有機(jī)化合物、掌握有機(jī)化合物定性分析定性分析和和定量分析定量分析的的基本方法基本方法 2、了解、了解質(zhì)譜質(zhì)譜、核磁共振氫譜核磁共振氫譜、紅外光譜紅外光譜等等現(xiàn)代物理測(cè)量方法現(xiàn)代物理測(cè)量方法常見(jiàn)官能團(tuán)的實(shí)驗(yàn)確定方法常見(jiàn)官能團(tuán)的實(shí)驗(yàn)確定方法定性分析李比希定量分析取一定質(zhì)取一定質(zhì)量含量含C C、H H（O O）的）的有機(jī)物有機(jī)物 氧化氧化H2OCO2用無(wú)水用無(wú)水CaClCaCl2 2吸收吸收用用KOHKOH濃濃溶液吸收溶液吸收得前后得前后質(zhì)量差質(zhì)量差得前后得前后質(zhì)量差質(zhì)量差計(jì)算計(jì)算C C、H H含量含量計(jì)算計(jì)算O含量含量得出實(shí)驗(yàn)式得出實(shí)驗(yàn)式例例、

2、5.8 g5.8 g某有機(jī)物完全燃燒，生成某有機(jī)物完全燃燒，生成COCO2 2 13.2 g , H 13.2 g , H2 2O O 5.4 g 5.4 g 。計(jì)算該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式計(jì)算該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式思考思考：能否直接確定該有機(jī)物的分子式能否直接確定該有機(jī)物的分子式? ?n(C) n(H) n(O)（13.244） （5.4218） （1.616） 0.3：0.6：0.13 6 1 實(shí)驗(yàn)式為實(shí)驗(yàn)式為 C3H6O若該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為若該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為5858，則分子式如何，則分子式如何? ? 分子式為分子式為 C C3 3HH6 6OO（1）M = m/n（2）M1 = DM2

3、(D(D為相對(duì)密度為相對(duì)密度) )（3）M = 22.4 L/mol g/L=22.4 g/mol( (標(biāo)況下氣體標(biāo)況下氣體) )相對(duì)分子質(zhì)量的確定 質(zhì)譜法（最精確、快捷測(cè)質(zhì)譜法（最精確、快捷測(cè)MrMr的方法）的方法）思考：思考：確定相對(duì)分子質(zhì)量的方法有哪些？確定相對(duì)分子質(zhì)量的方法有哪些？質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀相對(duì)分子質(zhì)量的確定相對(duì)分子質(zhì)量的確定有機(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”確定確定結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)碎片的質(zhì)荷比碎片的質(zhì)荷比質(zhì)譜法質(zhì)譜法CH3CH2OH+質(zhì)荷比質(zhì)荷比311008060402002030405027294546CH3CH2+CH2=OH+CH3CH=OH+

4、相對(duì)豐度相對(duì)豐度/ /%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)和所帶電荷和所帶電荷(e(e- -) )的比值的比值質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀練習(xí)練習(xí)20022002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者的貢獻(xiàn)之一是發(fā)明年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者的貢獻(xiàn)之一是發(fā)明了對(duì)有機(jī)物分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的質(zhì)譜法。其方法是讓極了對(duì)有機(jī)物分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的質(zhì)譜法。其方法是讓極少量的（少量的（10109 9g g）化合物通過(guò)質(zhì)譜儀的離子化室使樣品）化合物通過(guò)質(zhì)譜儀的離子化室使樣品分子大量離子化，少量分子碎裂成更小的離子。如分子大量離子化，少量分子碎裂成更小的離子。如C C2 2H H6 6離子化后可得到離子化后可得到C C2 2H H6

5、 6、C C2 2H H5 5、C C2 2H H4 4，然后測(cè)定其，然后測(cè)定其質(zhì)荷比。設(shè)質(zhì)荷比。設(shè)H H的質(zhì)荷比為的質(zhì)荷比為，某有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比，某有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比如右圖所示（假設(shè)離子均帶一個(gè)單位正電荷，信號(hào)強(qiáng)度如右圖所示（假設(shè)離子均帶一個(gè)單位正電荷，信號(hào)強(qiáng)度與該離子的多少有關(guān)），則該有機(jī)物可能是（與該離子的多少有關(guān)），則該有機(jī)物可能是（ ）A A 甲醇甲醇 B B 甲烷甲烷 C C 丙烷丙烷 D D 乙烯乙烯B某含某含C C、H H、O O三種元素的未知物三種元素的未知物A A，經(jīng)燃燒分析實(shí)驗(yàn)測(cè)定，經(jīng)燃燒分析實(shí)驗(yàn)測(cè)定該未知物中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為該未知物中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.16%52.16

6、%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.14%13.14%。試求該未知物試求該未知物A A的實(shí)驗(yàn)式的實(shí)驗(yàn)式n(C) n(H) n(O)（52.1612） （13.141） （34.716） 2 6 1探究：未知物A的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)式為實(shí)驗(yàn)式為 C2H6OCH3CH2OH+質(zhì)荷比質(zhì)荷比311008060402002030405027294546CH3CH2+CH2=OH+CH3CH=OH+相對(duì)豐度相對(duì)豐度/ /%結(jié)論：有機(jī)物結(jié)論：有機(jī)物A A的分子式為的分子式為C C2 2H H6 6O O相對(duì)分子質(zhì)量的確定甲醚甲醚 乙醇乙醇 寫(xiě)出寫(xiě)出C C2 2H H6 6O O可能的結(jié)構(gòu)：可能的結(jié)構(gòu)：有機(jī)物有機(jī)物

7、A A的分子式為的分子式為C C2 2H H6 6O O核磁共振氫譜核磁共振氫譜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)物分子中等效氫原子的類(lèi)型和數(shù)目測(cè)定有機(jī)物分子中等效氫原子的類(lèi)型和數(shù)目 分子結(jié)構(gòu)的鑒定 利用特征反應(yīng)鑒定出官能團(tuán)，再進(jìn)一步確認(rèn)分子結(jié)構(gòu)利用特征反應(yīng)鑒定出官能團(tuán)，再進(jìn)一步確認(rèn)分子結(jié)構(gòu)2.2.物理方法：物理方法：1.1.化學(xué)方法：化學(xué)方法：1.1.紅外光譜紅外光譜(IR)(IR)可以獲得化學(xué)鍵和官能團(tuán)的信息CH3CH2OH的紅外光譜的紅外光譜結(jié)論：結(jié)論：A A中含有中含有O-HO-H、C-OC-O、

8、C-HC-H核磁共振儀核磁共振儀 COC對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)CH3CH3OCH3的紅外光譜的紅外光譜練習(xí)練習(xí)、下圖是一種分子式為、下圖是一種分子式為C4H8O2的有機(jī)物的紅外的有機(jī)物的紅外光譜譜圖光譜譜圖, ,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：COCC=O不對(duì)稱(chēng)不對(duì)稱(chēng)CH3CHCH3 3CHCH2 2COOCHCOOCH3 3或或CHCH3 3COOCHCOOCH2 2CHCH3 3或或CHCH3 3COCHCOCH2 2OCHOCH3 3核磁共振氫譜核磁共振氫譜作用：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(lèi)種類(lèi)和和數(shù)目數(shù)目吸吸收收峰峰個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)峰峰面面積積吸收峰個(gè)數(shù)氫原子種類(lèi)吸收峰

9、個(gè)數(shù)氫原子種類(lèi)吸收峰面積之比氫原子數(shù)目之比吸收峰面積之比氫原子數(shù)目之比分子式為分子式為C2H6O的兩種有機(jī)物的的兩種有機(jī)物的1H核磁共振譜圖核磁共振譜圖 練習(xí)練習(xí)(2011高考海南化學(xué)高考海南化學(xué))下列化合物中，核磁下列化合物中，核磁共振氫譜只出現(xiàn)兩組峰且峰面積之比為共振氫譜只出現(xiàn)兩組峰且峰面積之比為3 2的的是是(雙選雙選)()答案：答案：BD練習(xí)練習(xí). .分子式為分子式為C3H6O2的二元混合物（單官能的二元混合物（單官能團(tuán)），分離后團(tuán)），分離后, ,在核磁共振氫譜上觀察到氫原在核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子給出的峰有兩種情況。第一種情況峰給出的強(qiáng)度為強(qiáng)度為1 11 1；第二種情況峰給出的強(qiáng)度為；第二種情況峰給出的強(qiáng)度為3 32 21 1。由此推斷混合物的組成可能是（寫(xiě)結(jié)構(gòu)。由此推斷混合物的組成可能是（寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）。簡(jiǎn)式）。CH3COOCH3CH3CH2COOHHCOOCH2CH31 11 13 32121元素分析與相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定元素分析與相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定1.1.元素分析：李比希法元素分析：李比希法2.2.質(zhì)譜法質(zhì)譜法相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定1.1.化學(xué)方法：利