《有机物分子式、结构式的确定》PPT课件

1、有机物分子式的确定,直接法、实验式法、 商余法、平均组成法、,分子式的确定：,1、 有机物组成元素：一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应的产物为CCO2，HH2O，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。 欲判断是否含氧，应先求得CO2中碳的质量及H2O中的氢的质量之和，然后与原有机物质量相比，若两者的质量相等，则组成中不含氧，若不等则含有氧。,总结：,2、求相对分子质量的基本求法： 定义法：M= b.标况下气体密度： M=22.4* c.相对密度法(d)：M=d*M1,总结：,3、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

2、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。 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、C2H6 O、C4H10O3等有机物，其实验式即为分子式。,总结：,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)= ： ：,44.1,12,8.82,1,47.08,16,最简式为C5H12O4; 氢原子已经饱和，故分子式为C5H12O4,= 5 ：12

3、：4,4、商余法中的等量代换法： 若H个数大于12时，可减12个H而加1个C。 若为烃的含氧衍生物，求出烃分子式后，用 1个“O” 代换1个“CH4” ，看是否合理。,总结：,例2 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,分子式可能为 。,C9H20,C10H8,C8H16O 、C7H12O2、C6H8O3 、C5H4O4,五：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

4、醛或酮： CnH2nO 饱和一元羧酸或酯：CnH2nO2,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CC、CH、CO等单键)的参照体。 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； 每少4个H，就可以有一个“CC”或两个 “C=C” ； 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。,例2 某烃含H 17.2%，求分子式。,解析： w(C)=82.8%85.7% ，符合烷

5、烃。 设碳原子数为n，则,2n+2,14n+2,= 0.172,n= 4,该烃分子式为C4H10,六、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+ )O2 xCO2+ H2O 上式中若z0，即为烃燃烧的规律。,y,4,-,z,2,2,y,例3 10ml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. CH4 B. C2H6 C. C3H6 D. C4H6 解析:,CxHy+ (x+ )O2 xCO2+ H2O(l) V 1 x+ x 1+ 10 10(x+ ) 60-35,y,4,2,y,y

6、,4,y,4,y,2,y,4,y,4,y,4,1,10,=,1+,60-35,y=6,10(x+ ) 50,x3.5,B C,七.假设法,例4 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 （n3）,二：判断结构简式,（ 1） 官能团法,根据有机物的相关反应性质的描述或相关转化衍生的关系网络，先确定官能团的种类和数目，再结合分子

7、式及价键规律，从而确定其结构。,例1 某芳香族化合物的分子式为C8H8O4 ，它与Na、NaOH、 NaHCO3反应的物质的量之比依次为13，12，11，且苯环上的一溴代物有4种，写出它可能的一种结构简式。,解析 首先应从分子式入手，该化合物分子式离充分饱和结构还差10个H原子，每少8个H有一个苯环，该化合物应只有一个苯环，苯环的支链上还有一个“CC或一个CO”。再由它与Na、NaOH、NaHCO3反应的关系可推出它的分子结构特征：一个苯环、一个羧基、一个醇羟基、一个酚羟基，而且苯环上应有4个氢原子可供溴原子取代，所以应为,（2） 现代化学分析的方法,李比希法,质谱法,结构简式,1.元素分析：

8、李比希法现代元素分析法,用KOH浓 溶液吸收,得前后质量差,得前后质量差,计算C、H含量,计算O含量,得出实验式,相对分子质量的确定质谱法,有机物分子,高能电子束轰击,带电的 “碎片”,确定分子量,碎片的质荷比,质荷比：碎片的相对质量（m）和所带电荷的比值,（由于分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间最长，因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量）,质谱法作用：测定相对分子质量,2.质谱法,乙醇的质谱图,最大分子离子的质荷比最大，达到检测器需要的时间越长，因此质谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量。,练习2某有机物的结构确定： 测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经

9、燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质量分数是13.51%, 则其实验式是（ ）。 确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为（ ），分子式为（ ）。,C4H10O,74,C4H10O,核磁共振氢谱,氢原子种类不同（所处的化学环境不同）,特征峰也不同,红外光谱,作用：获得分子中含有何种化学键或官能团的信息,作用：测定有机物分子中等效氢原子的类型和数目,三、分子结构的鉴定,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。,1.红外光谱(IR),例

10、3、下图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简式为：,CH3CH2COOCH3或CH3COOCH2CH3 或CH3COCH2OCH3,COC,C=O,不对称CH3,核磁共振中的核指的是氢原子核。氢原子核具有磁性，如用电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收的频率不同，在谱图上出现的位置也不同。且吸收峰的面积与氢原子数成正比。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多少。,2.核磁共振氢谱,结构分析：,核磁共振法,作用：测定有机物中H 原子的种类和数目,信号个数

11、,信号强度之比,峰面积,吸收峰数目氢原子类型,例4、分子式为C2H6O的两种有机化合物的1H核磁共振谱，你能分辨出哪一幅是乙醇的1H-NMR谱图吗?,核磁共振仪,C,6.下列有机物在H-NMR上只给出一组峰的是( ) A、HCHO B、CH3OH C、HCOOH D、CH3COOCH3,A,练习,5.下图是某有机物的1H核磁共振谱图，则该有机物可能是 ( ) A. CH3CH2OH B. CH3CH2CH2OH C. CH3OCH3 D. CH3CHO,核磁共振仪,问题探究：1.下列有机物中有几种H原子以及个数之比？,种；,种,种；,种；,CH3-CH2-OH,7.分子式为C3H6O2的二元混合物，分离后,在核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度为11；第二种情况峰给出的强度为321。由此推断混合物的组成可能是（写结构简式） 。,CH3COOCH3,CH3CH2COOH,HOCH2COCH3,HCOOCH2CH3,核磁共振仪,质谱仪,一、元素分析与相对原子质量的测定,1.元素分析：李比希法现代元素分析法,2.相对原子质量的测定质谱法,二、有机物分子结构的鉴定,1.化学方法：利用特征反应鉴定出官能团，再制备它的衍生物进一步确认。,1.物理方法：质谱法、红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(H-