第二单元科学家怎样研究有机物（海宁一中）.ppt

专题一第二单元科学家怎样研究有机物 回顾 1 有机化学成为一个独立的分支是始于谁提出的有机化学概念 2 打破无机化学和有机化学界限的化学家是谁 他用什么物质的变化证明 什么叫有机物 有何特点 由有机化合物的组成和结构特点决定了多数有机物不溶于水 易溶于有机溶剂 熔点 沸点较低 容易燃烧 受热易分解 反应速率比较慢 副反应较多 含碳的化合物叫有机物 人类研究有机物的过程 1 从天然动植物中提取 分离出一些纯净的有机物2 研究有机物的组成 结构 性质 反应和应用3 根据需要对有机化合物进行设计和合成 你知道吗 一 有机化合物组成的研究 一 有机物组成元素的一般测定方法 燃烧法 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 cl hcl 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 判断该有机物中是否含氧元素 例 3 2克某有机物在纯氧中燃烧 生成4 4克co2和3 6克h2o 则该化合物由哪些元素组成 二 其它常见的元素测定方法 钠融法可定性确定有机物中是否存在n cl br s等元素 铜丝燃烧法可定性确定有机物中是否存在卤素 元素分析仪可同时对c h o s等多种元素进行分析 三 有机物分子式的确定 1 直接法 物质的量法 直接求算出1mol有机物中各元素原子的物质的量 即可确定分子式 2 最简式法 根据有机物中各元素的质量分数 或元素的质量比 求出该有机物的最简式 再根据其相对分子质量求n的值 即可确定分子式 例 实验测得某碳氢化合物a中含碳80 含氢20 又测得该化合物对氢气的相对密度为15 求该化合物的分子式 c2h6 二 有机化合物结构的研究 德国化学家李比希 1803 1873 1 1832年和维勒合作提出 基团论 早期的研究 不同的基团有不同的结构和性质 羟基 oh醛基 cho羧基 cooh氨基 nh2烃基 r 例题 有机化合物中不含有的基团是 a 醛基b 羧基c 羟基d 烃基 d 2 现代化学测定有机物结构的方法 核磁共振 nmr 红外光谱 ir 质谱法和紫外光谱法等 核磁共振氢谱 1h nmr 的应用原理 用核磁共振仪可以记录处于不同化学环境中的氢原子有关信号 并在谱图上出现 我们称之为特征峰 因此 由核磁共振氢谱图上的特征峰可以推知该有机物分子有几种不同类型的氢原子及它们的数目 核磁共振仪 分子式为c2h6o的两种有机物的1h核磁共振图谱 例题 图是某有机物的1h核磁共振谱图 则该有机物可能是 a ch3ch2ohb ch3ch2ch2ohc ch3 o ch3d ch3cho c 课本p14 5 化合物a b的分子式都c2h4br2 a的1h nmr谱上只有一个峰 则a的结构简式为 b的1h nmr谱上有 个峰 强度比为 练习 brch2ch2br 2 3 1 拓展视野 诺贝尔化学奖与物质结构分析 2002年 引入了核磁共振光谱学观察到了dna 蛋白质等大分子的真面目 美国芬恩 日本田中耕一 瑞士维特里希 红外光谱的应用原理 当用红外线照射有机物时 分子中的化学健或官能团可发生振动吸收 不同的化学键或官能团吸收频率不同 在红外光谱图上将处于不同位置 从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息 红外光谱仪 红外光谱图 1 化学方程式与反应机理 化学方程式是一个反应的总结果 研究反应方程式就要从微观角度着手 即探讨反应机理 又称反应历程 以甲烷的一氯取代为例 有机反应 swfcl2光照2cl ch4 cl ch3 hcl ch3 cl2ch3cl cl 三 有机化学反应的研究 问题解决 酯化反应的反应机理 酯的水解反应机理乙酸乙酯的水解 swf 2 反应机理的研究方法 同位素示踪法 小结 1 有机化合物组成的研究分子式的确定2 有机化合物结构的研究核磁共振谱分析法3 有机化学反应的研究反应历程和同位数示踪 资料卡 手性分子 当有机物分子中的一个碳原子所连四个原子或原子团均不相同时 此碳原子就是 手性碳原子 例题 具有手性碳原子的物质往往具有旋光性 存在对映异构体 如等 下列化合物中存在对映异构体的是 a b ch3ch3c 甲烷d c6h5ch ch3 och3 d 拓展视野 诺贝尔化学奖与逆合成分析理论 1967年美国有机化学家科里 eliasjamescorey 他提出了具有严格逻辑性的 逆合成分析原理 由于科里提出有机合成的 逆合成分方法 并成功地合成50多种药剂和百余种天然化合物 对有机合成有重大贡献 而获得1990年诺贝尔化学奖 拓展视野 诺贝尔化学奖与不对称合成 2001年度诺贝尔化学奖授予给三位科学家 他们分别是美国科学家诺尔斯 日本科学家野依良治及美国科学家夏普雷斯 得奖理由 在手性催化反应研究