2021学年第一章 有机化合物的结构特点与研究方法第二节 研究有机化合物的一般方法教学ppt课件

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一、确定实验式—元素分析
1.含义：元素的定性、定量分析是用化学方法测定有机化合物的元素组成，以及各元素的质量分数。
李比希元素分析仪示意图
仅含C、H、O元素的有机化合物
有机物中C、H质量分数，剩余的就是O的质量分数
某含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实验测定该未知物碳的质量分数为52.16％，氢的质量分数为13.14％，试求该未知物A的实验式。
(1) 先确定该有机物中各组成元素原子的质量分数
(2) 再求各元素原子的个数比
二、确定分子式—质谱法
有机分子失去电子形成带正电荷的分子离子和碎片离子等
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记录测试结果，得到质谱图
已测得某未知物A的实验式为C2H6O，其质谱图如下图所示，
质谱图中，质荷比的最大值=该有机物的相对分子质量
A的相对分子质量：46
依据质谱图： 未知物A的相对分子质量为46，实验式C2H6O的相对分子质量是46，
写出C2H6O可能的结构：
怎样确定有机物A是二甲醚，还是乙醇？
M=[M (C2H6O)] ×n， n=1，所以未知物A的实验式 和分子式都是C2H6O 。
化学键、官能团等分子结构信息
三、确定分子结构—波普分析
（1）原理：不同的官能团或化学键吸收频率不同，在红外光谱 图中处于不同的位置。（2）用途：确定官能团和化学键的类型
下图所示是未知物A（化学式为C2H6O）的红外光谱图，推测A的分子结构
该未知物A是含有羟基官能团的化合物，结构简式为：C2H5OH
（1）原理：处于不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的位置 不同，而且吸收峰面积与氢原子个数成正比。（2）用途：确定氢原子的种类及数目。
三、确定分子结构—波谱分析
吸收峰数目＝氢原子种类数
未知物A的核磁共振氢谱
波谱分析：红外光谱、核磁共振氢谱、
X射线是一种波长很短（约10－10m）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。目前，X射线衍射技术已成为物质结构测定的一种重要技术。
20世纪70年代初，我国屠呦呦等科学家使用乙醚从中药中提取并用柱色谱分离得到抗疟疾有效成分青蒿素。科学家们通过元素分析和质谱法分析，确定了青蒿素的相对分子质量为282，分子式为C15H22O5。经红外光谱和核磁共振谱分析，确定青蒿素分子结构中含有酯基和甲基等结构片段。通过化学反应证明其分子中含有过氧基团（—O—O—）。1975年底，中国科学院的科学家通过X射线衍射最终测定了青蒿素的分子结构。
1. 已知由C、H、O元素组成的某化合物9.2 g完全燃烧后可以得到 17.6 g CO2和10.8 g H2O，则该化合物的实验式为(　　) A．C2H6O2 B．C2H6O C．C2H4O2 D．C2H4O
2.设H＋的质荷比为β，某有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关)，则该有机物可能是(　　)A. 甲醇(CH3OH) B. 甲烷 C. 丙烷 D. 乙烯
3.某化合物的结构(键线式)及球棍模型如下：
该有机分子的核磁共振氢谱图如右图所示(单位是ppm)。下列关于该有机物的叙述正确的是(　　)
A．该有机物不同化学环境的氢原子有6种B．该有机物属于芳香化合物C．键线式中的Et代表的基团为—CH3D．该有机物在一定条件下能完全燃烧生成CO2和H2O
4.质谱图表明某有机物的相对分子质量为70，红外光谱表征到
键和C=O键的存在，核磁共振氢谱表明峰面积之比为1∶1∶1∶3。下列说法正确的是(　　)A．分子中共有5种不同化学环境的氢原子B．该物质的分子式为C4H8OC．该有机物的结构简式为CH3CH=CHCHOD．在一定条件下，1 ml该有机物可与3 ml的氢气加成
5.有机物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱与红外光谱如图。下列关于有机物A的说法中正确的是(　　)
A.有机物A可能有多种结构 B.有机物A的结构简式可能为
C.有机物A不能与H2发生反应 D.有机物A的结构简式为