-新教材高中化学第3章不同聚集状态的物质与性质微项目：青蒿素分子的结构测定-晶体在分子结构测定中的应用课件鲁科版选择性必修

微项目：青蒿素分子的结构测定——晶体在分子结构测定中的应用课前自主学习学习任务一有机化合物分子式、结构式的确定任务驱动：当人们从自然界里得到某一新化合物并将其提纯之后，测定其结构就是最重要的工作了，只有确定了这种化合物分子的结构，才能进一步了解和应用这种化合物，那么，怎样对有机化合物的结构进行测定呢？一、有机化合物分子式的确定1．测定有机化合物结构的流程(1)核心步骤：测定有机化合物结构的核心步骤是___________，检测分子中所含的_______及其在_______________。确定分子式官能团碳骨架上的位置(2)流程示意图2．有机化合物分子式的确定(1)要确定有机化合物的分子式，首先要知道该物质由哪些_____组成，各元素的_________，必要时还要测量其_____________。(2)元素组成的测定方法①碳、氢元素质量分数的测定——燃烧分析法元素质量分数相对分子质量②氧元素质量分数的计算(3)有机化合物相对分子质量的测定用_______测定有机物的相对分子质量。质谱仪二、有机物结构式的确定1．确定有机物结构式的流程化学键不饱和度化学键不饱和度一个碳碳双键__一个碳碳三键__一个羧基__一个苯环__一个酯基__一个氰基__1214123.确定有机化合物的官能团的物理方法(1)质谱法：用电场和磁场将运动的离子(带_____的原子、分子或分子碎片，有分子离子、同位素离子、碎片离子、重排离子、多电荷离子、亚稳离子、负离子和离子－分子相互作用产生的离子)按它们的质荷比分离后进行检测的方法。可以进行相对分子质量测定、化学式的确定及结构鉴定等。(2)红外光谱法：将分子吸收红外光的情况用仪器记录就得到该试样的红外吸收光谱图，利用光谱图中吸收峰的波长、强度和形状来判断分子中的基团，对分子进行结构分析。电荷(3)核磁共振谱法：NMR是研究_______对_________的吸收，它是对各种有机和_______的成分、结构进行定性分析的最强有力的工具之一，有时亦可进行定量分析。(4)X射线衍射法：使用X射线探测某些分子或晶体结构的科研方法。原子核射频辐射无机物学习任务二晶胞参数和原子分数坐标任务驱动：不论是常规的化学实验方法还是质谱、红外光谱等仪器测定的手段，都只能帮助我们认识分子的官能团等结构特点并借此推测分子的结构，但如何对所含原子较多的分子的空间结构做精准判断呢？1.(1)晶胞参数：_____的形状和大小可以用6个参数来表示，此即_____特征参数，简称晶胞参数。晶格晶胞(2)晶胞参数是决定晶胞形状、大小的一组参数。包括晶胞的3组_____(即晶体的轴长)a0、b0、c0和3组棱相互间的_____(即晶体的轴角)α、β、γ。晶胞形状、大小与空间格子中的单位与平行六面体相对应。棱长夹角2．原子分数坐标晶胞中任一个原子的中心位置均可用称之为原子分数坐标的三个分别小于1的数xj，yj，zj来予以规定。如CsCl立方晶胞中，处于原点和体心位置的Cl－和Cs＋离子的分数坐标相应表示为Cs(0，0，0),Cl(1/2，1/2，1/2)。3．晶体的X射线衍射(1)原理：将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象，这种方法可以测定分子的结构。(2)应用：利用数学和物理知识对衍射所得图像进行复杂处理，可以测定晶体的晶胞参数，推算得到晶胞中所有原子的坐标，从而计算出原子间的距离，判断哪些原子间存在化学键以及化学键的类型，确定分子的空间结构。课堂合作探究1969年1月,屠呦呦以中医研究院科研组长的身份,参加了“五二三项目”。1973年初开始测定青蒿素的组成与结构。测定方法获得的分子组成和结构的信息质谱仪相对分子质量______元素分析确定分子式________化学反应测定方法含有_____________________结构红外光谱确认含有_____和_________核磁共振谱图_____、_________________、_________282.33C15H22O5过氧基团的倍半萜内酯酯基过氧基团甲基带有酯基的六元环过氧基团2.测定青蒿素分子结构时,科研人员遇到了什么困难?提示:不论是常规的实验方法还是质谱、红外光谱等仪器的测定手段,都只能帮助我们认识分子的官能团等的结构特点。3.为什么用一般的测定方法无法准确的测定青蒿素分子的空间结构?提示:因为一般方法只能测定简单分子的官能团以及分子结构,但是对于青蒿素这种复杂的分子的结构,一般方法难以进行精准判断。