研究有机化合物的一般方法PPT课件免费下载2023

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第二节 研究有机化合物的一般方法一、【课程的主要内容】波谱分析：质谱、红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射等
研究有机化合物的基本步骤：
测定有机化合物的元素组成，以及各元素质量分数的化学方法
然后计算出该有机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定实验式（最简式）
通过无机化合物的质量推算出该有机化合物所含各元素的质量分数
将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机化合物，并进行定量测定
有机化合物的元素定量分析最早由德国化学家李比希提出。
取一定量仅含C、H、O的有机物
计算C、H原子质量分数
剩余得为O原子的质量分数
【例1】含C、H、O三元素的未知物A，经燃烧分析实验测定该未知物中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.1%。试求该未知物A的实验式。
（2）计算该有机化合物分子内各元素原子的个数比：
（1）计算该有机化合物中氧元素的质量分数：
ω(O)＝100%－52.2%－13.1%＝34.7%
N(C)：N(H)：N(O)＝
【答】该未知物A的实验式为C2H6O。
李比希还建立了含氮、硫、卤素等有机化合物的元素定量分析方法，这些方法为现代元素定量分析奠定了基础。现在，元素定量分析使用现代化的元素分析仪分析的精确度和分析速度都达到了很高的水平。
各组成原子的最简整数比
其中最精确、快捷的方法
带正电荷的分子离子和碎片离子等
这些离子因质量、电荷不同，在电场和磁场中运动行为不同
得到它们相对质量与电荷数比值（质荷比）
以质荷比为横坐标，以各类离子相对丰度为纵坐标
未知物A的实验式为C2H6O，其质谱图中最右侧的分子离子峰（CH3CH2OH的信号）的质荷比数值为46，因此A的相对分子质量为46，由此可以推算出A的分子式也是C2H6O。
符合分子式为C2H6O的可能的结构有以下两种：
质谱图中的碎片峰对我们确定有机化合物的分子结构有一定帮助，但未知物A究竟是二甲醚还是乙醇？这还需要我们根据其他证据作出进一步推断。
应用：可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息。二、【拓展学习】
有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的红外光谱图。
从图中可以找到C—O、C—H和O—H的吸收峰，因此，可以初步推测该未知物A是含有羟基官能团的化合物，结构可表示为C2H5OH。
具有不同的化学位移（用δ表示），而且吸收峰的面积与氢原子数成正比
氢核会吸收特定频率电磁波的能量
用核磁共振仪可以记录有关信号
处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同
相应的信号在谱图中出现的位置也不同
有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目等信息
吸收峰数目＝ ，吸收峰面积比＝ 。
测定有机物分子中氢原子的类型和它们的相对数目
由未知物A（分子式为C2H6O ）的核磁共振氢谱图，可以判断A的分子中有3中处于不同化学环境的氢原子，个数比为3:2:1。
CH3OCH3（二甲醚）分子中的6个氢原子的化学环境相同，对应的核磁共振氢谱图中只有一个峰
未知物A的结构简式应该是CH3CH2OH，而不是CH3OCH3
X射线是一种波长很短（约10－10 m）的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射谱图。
经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。将X射线衍射技术用于有机化合物（特别是复杂的生物大分子）晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。