《有机物分子式、结构式的确定》

1、有机物分子式的确定有机物分子式的确定一、一、 有机物组成元素种类的判断。有机物组成元素种类的判断。问题问题1 1：有机物中常见元素的实验确定？特征元素的有效判断方：有机物中常见元素的实验确定？特征元素的有效判断方 法？法？1一般来说，有机物在一般来说，有机物在O2或空气中完全燃烧，各元素对或空气中完全燃烧，各元素对应的产物是：应的产物是：C ，H ，SSO2，NN2等。等。2烃、烃的含氧衍生物，在氧气中完全燃烧，都生成且烃、烃的含氧衍生物，在氧气中完全燃烧，都生成且仅生仅生 成成 和和 。有机物和。有机物和CO2之间碳质量守恒，有之间碳质量守恒，有机物和机物和H2O之间氢质量守恒。即有机物完全

2、燃烧后若产物之间氢质量守恒。即有机物完全燃烧后若产物仅为仅为CO2和和H2O，则其组成元素可能为，则其组成元素可能为 或或 。CO2H2OCO2H2OC、HC、H、O3如何确定有机物中是否含氧元素？如何确定有机物中是否含氧元素？（提示：根据燃烧前后提示：根据燃烧前后C、H质量守恒）质量守恒）某有机物某有机物6.4g在氧气中完全燃烧，只生成在氧气中完全燃烧，只生成8.8g CO2和和7.2g H2O，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是 () A该化合物仅含该化合物仅含C、H两种元素两种元素 B分子中分子中C、H原子个数比为原子个数比为1 2 C无法确定该化合物是否含有氧元素无法确定该化合物是

3、否含有氧元素 D该化合物的分子式一定是该化合物的分子式一定是CH4O若所得实验式（即最简式）中氢原子已饱和，实验式若所得实验式（即最简式）中氢原子已饱和，实验式即所求分子式。即所求分子式。D例例1：有机物：有机物A中含中含C、H、O, w(C)=44.1% ,w(H)=8.82%, (1)求求A的最简式的最简式; (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最简式为最简式为C5H12O4;氢原子已经饱和，故分子式为氢原子已经饱和，故分子式为C5H12O4= 5 ：12 ：4二、有机物分子式的确

4、定二、有机物分子式的确定1.实验式（最简式）法实验式（最简式）法2、商余法、商余法-之等量代换之等量代换 (1) 若若H个数大于个数大于12时，可减时，可减12个个H而加而加1个个C。 (2) 若为烃的含若为烃的含氧衍生物氧衍生物，求出烃分子式后，用，求出烃分子式后，用 1个个“O” 代换代换1个个“CH4” ，看是否合理。，看是否合理。练：某有机物练：某有机物A的相对分子质量为的相对分子质量为128,若若A是烃是烃,则它的分子式可能是则它的分子式可能是 或或 。 C9H20C10H83、燃烧方程式法、燃烧方程式法有机物有机物分子分子高能电子束轰击高能电子束轰击带电的带电的 “碎片碎片”确定分

5、确定分子量子量碎片的质荷比碎片的质荷比质荷比：质荷比：碎片的相对质量（碎片的相对质量（m m）和所带电荷的比值）和所带电荷的比值（由于分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间最长，因此（由于分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间最长，因此谱图中的最大质荷比的就是未知物的相对分子质量谱图中的最大质荷比的就是未知物的相对分子质量）质谱法质谱法二、相对分子质量的确定二、相对分子质量的确定311008060402002030405027294546CH3CH2+CH2=OH+CH3CH=OH+乙醇的质谱图乙醇的质谱图 最大分子离子最大分子离子的质荷比最大的质荷比最大，达到检测器需要达到检测器需要

6、的时间越长的时间越长，因因此此质谱图中的质质谱图中的质荷比最大的就是荷比最大的就是未知物的相对分未知物的相对分子质量子质量。 练习练习22某有机物的结构确定：某有机物的结构确定：测定实验式：某含测定实验式：某含C C、H H、O O三种元素的有机物，经燃烧分析实三种元素的有机物，经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是验测定其碳的质量分数是64.86%64.86%，氢的质量分数是，氢的质量分数是13.51%, 13.51%, 则则其实验式是（其实验式是（ ）。）。 确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为（为（ ），分子式为），分子式

7、为（ ）。）。C4H10O74C4H10O核磁共振氢谱核磁共振氢谱氢原子种类不同（所氢原子种类不同（所处的化学环境不同）处的化学环境不同）特征峰也不同特征峰也不同红外光谱红外光谱作用：作用：获得分子中含有何种获得分子中含有何种化学键化学键或或官能团官能团的信息的信息作用：作用：测定有机物分子中测定有机物分子中等效氢原子等效氢原子的类型和数目的类型和数目 三、分子结构的鉴定三、分子结构的鉴定 例例3 3、下图是一种分子式为、下图是一种分子式为C C3 3H H6 6O O2 2的有机物的红外光的有机物的红外光谱谱图谱谱图, ,则该有机物的结构简式为：则该有机物的结构简式为：CH3COOCH3或或

8、HOOCH2CH3COCC=O不对称不对称CH3用核磁共振仪可以记录氢原子有关信号，用核磁共振仪可以记录氢原子有关信号，处于不处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收的频率同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收的频率不同不同，在谱图上出现的，在谱图上出现的位置也不同位置也不同。且。且吸收峰的吸收峰的面积与氢原子数成正比面积与氢原子数成正比。可以推知该有机物分子可以推知该有机物分子有有几种不同类型的氢原子几种不同类型的氢原子及及它们的数目多少它们的数目多少。2.2.核磁共振氢谱核磁共振氢谱结构分析：结构分析：核磁共振法核磁共振法作用：作用：测定有机物中测定有机物中H 原子的原子的种类种类和和数目

9、数目信信号号个个数数信号强度信号强度之比之比峰峰面面积积吸收峰数目氢原子类型吸收峰数目氢原子类型不同吸收峰的面积之比（强度之比）不同吸收峰的面积之比（强度之比）不同氢原子的个数之比不同氢原子的个数之比例例4 4、分子式为、分子式为C C2 2H H6 6O O的两种有机化合物的的两种有机化合物的1 1H H核磁共振核磁共振谱，你能分辨出哪一幅是乙醇的谱，你能分辨出哪一幅是乙醇的1 1H-NMRH-NMR谱图吗谱图吗? ?核磁共振仪核磁共振仪 C6.6.下列有机物在下列有机物在H-NMR上只给出一组峰的是上只给出一组峰的是( ) ( ) A A、HCHO BHCHO B、CHCH3 3OH OH

10、 C C、HCOOH DHCOOH D、CHCH3 3COOCHCOOCH3 3A 5.5.下图是某有机物的下图是某有机物的1 1H H核磁共振谱图，则该有机核磁共振谱图，则该有机物可能是物可能是 ( )( )A. CHA. CH3 3CHCH2 2OH B. CHOH B. CH3 3CHCH2 2CHCH2 2OH OH C. CHC. CH3 3O OCHCH3 3 D. CH D. CH3 3CHOCHO核磁共振仪核磁共振仪 问题探究：问题探究：1.1.下列有机物在下列有机物在H-NMR上各有几组上各有几组峰？峰面积之比又分别是多少？峰？峰面积之比又分别是多少？组；组；组组组；组；4

11、4组；组；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.分子式为分子式为C C3 3H H6 6O O2 2的二元混合物，分离后的二元混合物，分离后, ,在核在核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种情磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度为况。第一种情况峰给出的强度为1 11 1；第二种；第二种情况峰给出的强度为情况峰给出的强度为3 32 21 1。由此推断混合。由此推断混合物的组成可能是（写结构简式）物的组成可能是（写结构简式） 。CH3COOCH3CH3CH2COOHHOCH2COCH3HCOOCH2CH31 13 2 1核磁共振仪核磁共振仪 质谱仪质谱仪一、元素分析与相对原子质量的测定一、元素分析与相对原子质量的测定1.1.元素分析：元素分析：元素组成（定性）（定性） 分子式（定量）（定量）2.2.相