第二单元科学家怎样研究有机物

1、科学家怎样 研究有机物,1、知道如何确定有机化合物的最简式，了解元 素分析仪的工作原理。 2、了解李比希提出的基团理论，体会其对有机 化合物结构研究的影响。 3、能用1H核磁共振波谱图分析简单的同分异构 体，知道几种波普用来研究有机化合物结构的 方法。 4、了解手性化合物，能区分出手性分子。 5、认识反应机理在有机化学反应研究中的重要 性，能用同位素失踪法解释简单的化学反应。,知识与技能：,教学目标,确定有机物化学式的一般步骤：,确定组成 的元素,分子式,结构式,定性,定性,定量,定量,你知道吗？,在日常生活中，我们经常见到 有机物燃烧。有机物燃烧的产物能 给我们提供哪些有机物组成方面的 信息

2、？,有机物组成元素的判断,1 定性方法确定元素种类（燃烧法） （1）李比希法 CCO2 HH2O N N2 Cl HCl （2） 钠熔法确定N、Cl、Br、S等元素 N NaCN Br NaBr Cl NaCl S Na2S,（3）铜丝燃烧法确定卤素,将一根纯铜丝加热至红色，蘸取试样，放在火焰上灼烧，若存在卤素，火焰呈绿色,有机物分子式的确定,2 . 定量方法确定有机物分子式（李比希法） 利用CuO在高温下氧化有机物，生成水 和二氧化碳 HH2O 高氯酸镁吸收 CCO2 碱石棉吸收 确定C、H的量。,例1：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

3、该化合物的分子式。,（1）最简式法 确定各元素原子个数比，求出最简式 根据有机物的M求出分子式 （2）直接计算法 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。,例2 ：某有机物A 3.0g在4.48LO2中充分燃烧，产物只有CO2、CO、H2O，将产物依次通过浓硫酸、碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重4.4g，求该有机物的分子式。,二、有机化合物结构的研究,德国化学家李比希（18031873）,1832年和维勒合作提出“基团论”：有机化合物由“基”组成，这类稳定的“基”是有机化合物的基础。 1838年李比希还提出了“基”的定义,1、有机物中的基团 有机物中的基团具有不同

4、的结构和性质，它们是不带电的。有机物的性质可以看作是各种基团性质的加和。,例如：COOH具有酸性 NH2具有碱性,2、有机物中基团种类的确定红外光谱法 红外光谱是利用有机物分子中不同基团的特征吸收频率不同，测试并记录有机物对一定波长范围的红外光谱吸收情况。它可以初步判断该有机物中含有那些基团。 例如下图是乙醇的红外光谱图：,3、核磁共振谱图确定有机物的结构 在核磁共振分析中，最常见的是对有机化合物的1H核磁共振谱（1HNMR）进行分析。有机物分子中的H原子核所处的化学环境（附近的基团）不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁特性的峰在核磁共振谱图中横坐标（化学位移）的位置也就不同。 例如：分子式为

5、C2H6O的两种有机物1H的核磁共振谱图（教材P9）,峰的高度与H原子的个数成正比,例1：已知某有机物的分子式为C4H10，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式,例2：已知某有机物的分子式为C3H6O，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式,拓展视野,诺贝尔化学奖与物质结构分析,斯德格尔摩时间10月9日，北京时间10月9日，瑞典皇家科学 院决定将2002年度诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰.B.芬、 日本科学家Koichi Tanaka和瑞士科学家库尔特.伍斯里奇。 瑞典皇家科学院称赞约翰.B.芬和Koichi Tanaka的研究工作 “发展了生物宏观形态的鉴别和结构分析方法”。瑞典皇家科

6、学院 对库尔特.伍斯里奇的褒奖辞中则称“他在测定生物大分子在溶液 中的三维结构中，引入了核磁共振光谱学”。,资料卡,手性分子,3 手性分子 （1）手性分子 如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称为手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。（分子内能找到对称轴或对称中心的分子为非手性的） （2）手性碳原子连接四个不同的原子或基团的碳原子 当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。,三、有机化学反应的研究,问题解决,烷烃与卤素单质的光取代反应机理 （自由基反应）,三、有机化学反应的研究,问题解决

7、,酯化反应的反应机理,酯的水解反应机理,拓展视野,诺贝尔化学奖与同位素示踪法,海维西(GeorgeHevesy)，匈牙利化学家，1885年8月1日生于布达佩斯。 海维西曾就读于柏林大学和弗赖堡大学。1911年在曼彻斯特大学E卢瑟福 教授的指导下研究镭的化学分离，为他日后研究放射性同位素作示踪物打 下了基础。海维西主要从事稀土化学、放射化学和X射线分析方面的研究。 他与F，帕内特合作，在示踪研究上取得成功。1920年，海维西与科斯特 合作，按照玻尔的建议在锆矿石中发现了铪。1926年海维西任弗赖堡大学 教授，开始计算化学元素的相对丰度。1934年在制备一种磷的放射性同位 素之后，进行磷在身体内的示踪，以研究各生理过程，这项研究揭示了身 体成分的动态。1943年，海维西任斯德哥尔摩有机化学研究所教授。同年， 他研究同位素示踪技术，推进了对生命过程的化学本质的理解而获得了 诺贝尔化学奖。1945年后海维西人瑞典国籍。海维西发表的主要专著是 放射性同位素探索。海维西于1966