有机化合物分子式的结构与分类

有机化合物分子式的结构与分类第1页，共44页，2023年，2月20日，星期六有机物分子结构的确定——物理方法(波谱法)化学方法以官能团的特征反映为基础，鉴定出官能团，还要制备它的衍生物以进一步确认其结构。当化合物结构比较复杂时，往往要耗费大量时间。物理方法（波谱法）具有微量、快速、准确、信息量大等特点。(1)质谱——可快速、准确测定有机物的相对分子质量。(2)红外光谱——可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。⑶核磁共振氢谱——可推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目之比。第2页，共44页，2023年，2月20日，星期六一、有机物组成元素的判断一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应的产物为C→CO2，H→H2O，某有机物完全燃烧后，若产物只有CO2和H2O，其组成元素肯定有C、H可能有O。欲判断该有机物中是否含氧元素，首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中的氢元素的质量，然后将C、H质量之和与原有机物相比，若两者的质量相等，则组成中不含氧，否则含有氧。第3页，共44页，2023年，2月20日，星期六二、有机物分子式的确定1.实验式（最简式）法

由元素的种类和含量相对原子质量实验式相对分子质量分子式相对分子质量的基本求法：定义法：M=b.标况下气体密度ρ：M=22.4*ρc.相对密度法(d)：M=d*M另mn第4页，共44页，2023年，2月20日，星期六注意： (1)某些特殊组成的最简式,在不知化合物的相对分子质量时,也可根据组成特点确定其分子式。 例如：最简式为CH3的烃，其分子式可表示为(CH3)n当n=2时,氢原子已达饱和,故其分子式为C2H6。 (2)若最简式中的氢原子已达饱和,则最简式即为分子式。 例如：实验式为CH4、CH3Cl、C2H6O、C4H10O3等有机物，其实验式即为分子式。第5页，共44页，2023年，2月20日，星期六例1：有机物A中含C、H、O,w(C)=44.1%,w(H)=8.82%,(1)求A的最简式;(2)求A的分子式。

解析：w(O)=47.08% n(C)：n(H)：n(O)=：：

44.1128.82147.0816 最简式为C5H12O4; 氢原子已经饱和，故分子式为C5H12O4=5：12：4第6页，共44页，2023年，2月20日，星期六【考题精练】1.{97(全国化学)34题}A、B都是芳香族化合物，1molA水解得到1molB和1mol醋酸。A、B的相对分子质量都不超过200，完全燃烧都只生成CO2和H2O。且B分子中碳和氢元素总的质量分数为65.2%。A溶液具有酸性，不能使FeCl3溶液现色。（1）A、B的相对分子质量之差为

。（2）1个B分子中应该有

个氧原子。（3）A的分子式是

。（4）B可能的三种结构简式是：

。423C9H8O4第7页，共44页，2023年，2月20日，星期六OHCOOHOHOHCOOHCOOH（4）答案：第8页，共44页，2023年，2月20日，星期六2.通式法

常见有机物的通式(注意n范围)： 烷烃：CnH2n+2 烯烃或环烷烃：CnH2n 炔烃或二烯烃：CnH2n-2 苯或苯的同系物：CnH2n-6 饱和一元醇或醚：CnH2n+2O 饱和一元醛或酮：CnH2nO 饱和一元羧酸或酯：CnH2nO2第9页，共44页，2023年，2月20日，星期六从通式对应关系可得出如下规律：有机物分子里的氢原子以烷烃(或饱和醇)为充分饱和结构(只含C—C、C—H、C—O等单键)的参照体。 ①每少2个H，就可以有一个“C=C”或“C=O” 或形成一个单键碳环； ②每少4个H，就可以有一个“C≡C”或两个 “C=C”； ③每少8个H，就可以有一个“苯环”。烃的含氧衍生物中，氧原子数的多少并不影响以氢原子数为依据来判断有机结构特征。例如饱和多元醇(像乙二醇、丙三醇)都可以用通式CnH2n+2Ox来表示，分子中只含各种单键。第10页，共44页，2023年，2月20日，星期六例2某烃含H17.2%，求分子式。解析：w(C)=82.8%<85.7%，符合烷烃。 设碳原子数为n，则

2n+2 14n+2=0.172n=4该烃分子式为C4H10第11页，共44页，2023年，2月20日，星期六3.燃烧方程式法

烃的含氧衍生物完全燃烧的化学方程式为：CxHyOz+(x+)O2xCO2+H2O

上式中若z＝0，即为烃燃烧的规律。

y4-z22y第12页，共44页，2023年，2月20日，星期六例310ml某气态烃在50ml氧气中充分燃烧,得到液态水和35ml混合气（所有气体体积在同温同压下测定）,该烃可能是（） A.CH4B.C2H6C.C3H6D.C4H6

解析:

CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(l)△V1x+x1+1010(x+)60-35 y42yy4y4y2y4y4y4110=1+60-35y=610(x+)≤50x≤3.5选BC第13页，共44页，2023年，2月20日，星期六4.商余法第14页，共44页，2023年，2月20日，星期六例4某有机物A的相对分子质量为128,若A是烃,则它的分子式可能是

或

。

若A为烃的含氧衍生物(分子中含2个氧原子）,分子式可为

。

C9H20C10H8C8H16O、、C6H8O3、C5H4O4C7H12O2如果不规定O氧原子个数呢？第15页，共44页，2023年，2月20日，星期六5.假设法例5某一元羧酸A，含碳的质量分数为50%，氢气、溴、溴化氢都可与A发生加成反应，试确定A的分子式。

12n 14n-2x+32=0.5，5n=16-x讨论：只有n=3时，x=1符合所以分子式为C3H4O2。解析：分子中含一个-COOH，且含不饱和键。设烃基中不饱和度为x，则分子式为CnH2n-2xO2（n≥3）第16页，共44页，2023年，2月20日，星期六

1、俗名酒精（乙醇）、甘油（丙三醇）、蚁酸（甲酸）、水杨酸（邻羟基苯甲酸）、氯仿（三氯甲烷）、草酸（乙二酸）有机物的命名第17页，共44页，2023年，2月20日，星期六有机物的命名2、普通命名法（适用于简单化合物）CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3正丁烷异丁烷烷烃习惯命名法的基本原则1、碳原子数后面加一个“烷”2、碳原子数的表示方法①碳原子数在1～10之间，用天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示②碳原子数大于10时用实际碳原子数表示：如十一烷③若存在同分异构体：根据分子中支链的多少以正、异、新来表示第18页，共44页，2023年，2月20日，星期六3、系统命名法（IUPAC命名法）

a.选主链①选最长碳链作主链，支链作取代基，按主链中碳原子数目称作“某烷”。②遇多个等长碳链，则取代基多的为主链。有机物的命名——烷烃的命名第19页，共44页，2023年，2月20日，星期六

②取代基距链两端位号相同时，编号从顺序小的基团端开始。b.编序号①近取代基端开始编号，并遵守“最低系列编号规则”c.写名称将支链名称写在主链名称前面，在支链的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置，并在数字与名称之间用一短线隔开。如有相同支链，则把支链合并，用“二”、“三”等数字表示支链个数。（注意：数字与文字之间要加短线）第20页，共44页，2023年，2月20日，星期六可归纳为编号位，定支链；取代基，写在前，标位置，短线连；不同基，简到繁，相同基，合并算。选主链，称某烷；例如123456782，6，6—三甲基—5—乙基辛烷主链取代基名称取代基数目取代基位置第21页，共44页，2023年，2月20日，星期六CH2CH3CH3CH3CCH2CCH3CH3CH3C2H5C2H5CHCH2CCH2CH3CH3CH32，2，4，4-四甲基己烷3，5-二甲基-3-乙基庚烷第22页，共44页，2023年，2月20日，星期六烯烃和炔烃的命名：命名方法：1、与烷烃相似。2、不同点是主链必须含有双键或叁键。命名步骤：１、选主链，含双键（叁键）；２、定编号，近双键（叁键）；３、写名称，标双键（叁键）。其它要求与烷烃相同。第23页，共44页，2023年，2月20日，星期六练习:命名下列烯烃或炔烃。CH3—CH=C—CH2—CH3CH3CH=C—CH—CH—CH3CH3C2H5CH3—CH2—CH—CH—CH2—CH3CH3CCH3-甲基-2-戊烯3，4-二甲基-1-己炔4-甲基-3-乙基-1-己炔CH2=C—CH2—CH

=CH2

CH2CH32-乙基-1,4-戊二烯第24页，共44页，2023年，2月20日，星期六CH3–CH2–CH2–CH2–OH

1-丁醇2-丁醇2、3-二氯丁烷OHCH3–CH2–CH–CH3

CH2–CH–CH–CH3

ClClCH3–CH–CH–CH2–CH3

OHCH2–OH2-乙基-1、3-丁二醇醇、卤代烃等的命名第25页，共44页，2023年，2月20日，星期六同分异构体第26页，共44页，2023年，2月20日，星期六下列各组物质的相互关系正确的是（）A．同位素：1H+、2H-、2H2、2H、3HB．同素异形体：C60、C70、金刚石、石墨C．同系物：CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2D．同分异构体：乙二酸二乙酯、乙二酸乙二酯、二乙酸乙二酯B第27页，共44页，2023年，2月20日，星期六分类:(1)、官能团异构(2)、碳链异构(3)、位置异构第28页，共44页，2023年，2月20日，星期六

常见的官能团异构现象序号类别通式1烯烃环烷烃2炔烃二烯烃3饱和一元脂肪醇饱和醚4饱和一元脂肪醛酮5饱和羧酸酯CnH2nCnH2n-2CnH2n+2OCnH2nOCnH2nO2第29页，共44页，2023年，2月20日，星期六二、同分异构体的书写的基本步骤1、判类别2、写碳链3、移官位第30页，共44页，2023年，2月20日，星期六官能团异构醇或者醚位置异构醇①②（接上-OH,各2种）醚①（插入氧原子，共2种）②（插入氧原子，共1种）碳链异构C—C—C—C------------①C—C—C--------------②C例1、问C4H10O有多少种同分异构体?所以:共7种.第31页，共44页，2023年，2月20日，星期六三、确定同分异构体的技巧

[思考]1.蒽的结构简式为该分子的一氯代物有几种?析:１２３（1）对称技巧处于对称轴两端的氢原子是等效的。第32页，共44页，2023年，2月20日，星期六[思考]2.已知蒽的二氯代物有15种同分异构体，则蒽的八氯代物有（）A、12种B、13种C、14种D、15种蒽可写成C14H10，C14H10中的2个H被2个Cl取代与C14Cl10中2个Cl被2个H取代的产物的种数应相同，后者即是蒽的八氯代物，故选D。（2）转换技巧D第33页，共44页，2023年，2月20日，星期六讨论:（1）今有A、B、C3种二甲苯；将它们分别进行硝化反应，A得到两种产物，B得到三种产物，C只得到一种产物。由此可以判断A、B、C各是下列哪一结构.CH3CH3CH3CH3CH3CH3（）（）（）CAB第34页，共44页，2023年，2月20日，星期六四、熟悉题型1、同分异构体的存在与判断例2、下列各组物质中属于同分异构体的是（）A、甲烷和乙烷B、丁烯和丁二烯C、丙醛和丙酮D、葡萄糖和蔗糖C第35页，共44页，2023年，2月20日，星期六2、同分异构体数目的推测例3、式量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子，所得芳香烃产物的数目为（）A.3B.4C.5D.6—C3H7D—CH2—CH2—CH3

CH3—CH—CH3第36页，共44页，2023年，2月20日，星期六3、根据同分异构体数目推测其母体结构CD例4、某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的化学式可能是（）A、C3H8B、C4H10C、C5H12D、C6H6第37页，共44页，2023年，2月20日，星期六碳原子的成键方式与空间构型第38页，共44页，2023年，2月20日，星期六几种基本空间构型四面体型平面型直线型空间构型分子成键方式CC＝CC≡C109º28ˊ约120º180º第39页，共44页，2023年，2月20日，星期六HHOCH－C