确定分子式和分子结构课件高二下学期化学人教版选择性必修3

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第2课时

确定分子式和分子结构分离、提纯确定实验式确定分子式确定分子结构蒸馏、萃取重结晶等元素定量分析质谱法质谱、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1.有机化合物分子式与实验式有什么关系？实验式：表示化合物分子中所含元素的原子个数最简整数比的式子。分子式：表示化合物所含元素的原子种类及个数的式子,表示物质的

真实组成。分子式=(实验式)n（n为倍数）2.确定了实验式，还需要什么条件才能确定分子式？确定相对分子质量1.计算法①定义法：M

=m/n②标准状况密度法：已知标准状况下气体的密度ρM＝ρ×22.4L·mol－1。

③相对密度法：根据气体A相对于气体B(已知)的相对密度D

D=MA/MB④混合气体平均摩尔质量：

⑤利用各类有机物的分子通式及相应的化学反应方程式一、相对分子质量的测定【课堂练习】计算下列有机物的相对分子质量n

=V/Vm=0.448÷22.4=0.02mol(4)3.2g某饱和一元醇与足量金属钠反应得到1.12L(标况)氢气。(1)标准状况下0.56g某气态烃的体积为448ml;(2)某有机物在相同状况下对空气的相对密度为4；(3)某有机物的蒸气密度是相同状况下氢气密度的14倍；D=M有机物/M空气2R—OH+2Na→2R—ONa+H2↑M

=m/n=3.2÷0.1=32M有机物=M空气×D=29×4=116D=M有机物/M氢气M有机物=M氢气×D=14×2=280.05mol0.1molM

=m/n=0.56÷0.02=28质谱仪工作原理示意图有机物分子确定相对分子质量离子的质荷比高能电子束轰击带正电荷的离子磁场作用下先后到达检测仪质谱图质谱仪

2.质谱法（较快速、精准的方法）

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。相对分子质量＝最大质荷比＝最右边的分子离子峰【课堂练习】1.某有机化合物样品的质谱图如图所示，则该有机化合物可能是()。A.甲醇B.甲烷

C.乙烷

D.乙烯BH—C—O—C—HH二甲醚HHHH—C—C—O—HH乙醇HHH测定方法化学方法：看是否与Na反应物理方法：红外光谱法等

有机物A的分子式为C2H6O，你怎样确定有机物A是乙醇，

还是二甲醚？有哪些方法可以区分它们？1.红外光谱

原理：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。二、确定分子结构

应用：可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息。含有：C—HC—O—C含有：C—H

C—CC—OO—H?读图技巧：看吸收峰波谷上标出的化学键或官能团

有机化合物X的分子式为C4H8O2，其红外光谱如下图所示，则该有机化合物可能的结构为()。A.CH3COCH2CH3B.CH3CH2COOCH3

C.HCOOCH2CH2CH3D.(CH3)2CHCOOHBC图中信息：

①不对称—CH3

②C=O

③C－O－C【课堂练习】2.核磁共振氢谱

原理：处在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，在图谱上的位置也不同，而且吸收峰的面积与氢原子数

成正比。

用途：测定有机物分子中氢原子的类型和它们的相对数目读图技巧：

吸收峰的数目=

氢原子的种类数

吸收峰面积之比（强度之比）=不同位置氢原子个数比

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未知物A的核磁共振氢谱二甲醚的核磁共振氢谱【课堂练习】

为测定某有机化合物的结构，用核磁共振仪处理后得到如图所示的核磁共振氢谱，则该有机化合物可能是()。A3.X射线衍射谱

原理：X射线是一种波长很短的电磁波（约10－10m），它和晶体中的

原子相互作用可以产生衍射图

应用：①可获得分子结构的有关数据，如键长、键角等，用于有机

化合物晶体结构的测定

②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)