“测定有机物分子结构的常用分析方法”题型几例
有机物结构的测定
对于CH3CH2OH、CH3—O—CH3这两种物 质来说,除了氧原子的位置、连接方式不同外, 碳原子、氢原子的连接方式也不同、所处的环境 不同,即等效碳、等效氢的种数不同。 不同化学环境的氢原子(等效氢原子)因产 生共振时吸收的频率不同,被核磁共振仪记录下 来的吸收峰的面积不同。所以,可以从核磁共振 谱图上推知氢原子的类型及数目。
[例1]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: CH COOCH CH
3 2 3
不对称CH3
C—O—C C=O
[练习1]有一有机物的相对分子质量为74,确定分子结构,请 写出该分子的结构简式 CH3CH2OCH2CH3
对称CH3 对称CH2
C—O—C
核磁共振氢谱
1、质荷比是什么?
分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值
2、如何确定有机物的相对分子质量?
(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)
[例2].2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发 明了对有机物分子进行结构分析的质谱法。其方法 是让极少量的(10-9g)化合物通过质谱仪的离子化 室使样品分子大量离子化,少量分子碎裂成更小的 离子。如C2H6离子化后可得到C2H6+、C2H5+、 C2H4+……,然后测定其质荷比。设H+的质荷比为β, 某有机物样品的质荷比如右图所示(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 B 甲烷 C 丙烷 D 乙烯
[练习1]下列每组中各有三对物质,它们都能 用分液漏斗分离的是 A 乙酸乙酯和水,酒精和水,植物油和水 B 四氯化碳和水,溴苯和水,硝基苯和水 C 甘油和水,乙酸和水,乙酸和乙醇 D 汽油和水,苯和水,己烷和水 [练习2]可以用分液漏斗分离的一组液体混和 物是 A 溴和四氯化碳 B 苯和溴苯 C 汽油和苯 D 硝基苯和水
高中化学有机物分子结构式的推导题解析与技巧分享
高中化学有机物分子结构式的推导题解析与技巧分享在高中化学学习中,有机化合物是一个重要的内容。
学生需要掌握有机物的命名规则和分子结构式的推导方法。
本文将重点介绍有机物分子结构式的推导题解析与技巧分享,帮助高中学生更好地理解和掌握这一知识点。
一、有机物分子结构式的推导题的考点有机物分子结构式的推导题主要考察学生对有机物的结构特点和命名规则的理解。
在解答这类题目时,学生需要根据已知的信息推导出有机物的分子结构式,并合理命名。
因此,学生需要掌握以下几个方面的知识点:1. 有机物的基本结构特点:有机物由碳、氢和其他元素组成,其中碳原子是有机物的主要组成元素,可以形成不同的碳链和环状结构。
2. 有机物的命名规则:有机物的命名规则是根据其结构特点和官能团来进行的。
学生需要了解各种官能团的命名规则,如醇、醛、酮、酸等。
3. 有机物分子结构式的推导方法:学生需要学会根据已知的信息推导出有机物的分子结构式。
这需要学生对有机物的结构特点和命名规则有一定的了解和掌握。
二、有机物分子结构式的推导题解析下面通过一个具体的例子来解析有机物分子结构式的推导题:例题:已知某有机物的分子式为C4H10O,推导其分子结构式。
解析:根据已知的分子式C4H10O,我们可以得知该有机物由4个碳原子、10个氢原子和一个氧原子组成。
根据有机物的基本结构特点和命名规则,我们可以推导出以下几种可能的分子结构式:1. CH3CH2CH2CH2OH:根据分子式C4H10O,我们可以推断该有机物是一个醇类化合物。
醇的通式为CnH2n+2O,其中n为碳原子的个数。
因此,该有机物的分子结构式可以表示为CH3CH2CH2CH2OH。
2. CH3CH2CHOHCH3:根据分子式C4H10O,我们可以推断该有机物是一个醇类化合物。
根据醇的通式,我们可以得知该有机物的分子结构式可以表示为CH3CH2CHOHCH3。
3. CH3CH(CH3)CH2OH:根据分子式C4H10O,我们可以推断该有机物是一个醇类化合物。
有机物分子式和结构式的确定及其强化练习
有机物分子式和结构式的确定一、研究有机物的基本步骤1、有机物的分离提纯,得到纯净有机物。
2、对纯净有机物进行元素的定性分析和定量分析,得到实验式。
3、测定相对分子质量,得到分子式。
4、通过物理化学方法分析官能团和化学键,得到结构式。
二、有机分子式的确定1、元素的定性分析:一般采用燃烧法①C :C →CO 2 ,用澄清石灰水检验。
②H :H →H 2O,用CuSO 4检验。
③S :S →SO 2、用溴水检验。
④X :X→HX ,用硝酸银溶液和稀硝酸检验。
⑤N :N→N 2、⑥O :用质量差法最后确定。
2、元素的定量分析:一般采用燃烧法①C :C →CO 2 ,用澄清石灰水或KOH 浓溶液吸收,称质量增重值,得到CO 2的质量。
②H :H →H 2O,用浓硫酸或者无水CaCl 2吸收,测定质量增重值,得到H 2O 的质量。
③S :S →SO 2、用溴水吸收,称质量增重值,得到SO 2的质量。
④X :X→HX ,用硝酸银溶液和稀硝酸反应,称量沉淀的质量,得到AgX 的质量。
⑤N :N→N 2、用排水法收集气体,得到N 2的体积。
⑥O :用有机物的质量与各元素的质量之和的差值最后确定氧元素的质量。
然后,计算各元素的质量,换算成原子个数比,得到最简式,也就是实验室。
3、相对分子质量的确定方法①测定有机蒸气的密度,根据M=ρ·Vm 进行计算,用得多的是标准状况下的密度,此时, Vm=22.4L/mol③测定有机蒸气的相对密度,根据M 1=D ·M 2计算,得到相对分子质量。
③用质谱法测定质荷比,最大质荷比就是相对分子质量。
这是最快捷最常用最精确的方法。
结合实验式和相对分子质量,就可得到分子式,分子式是实验式的整数倍。
或者:令有机物的分子式为C x H y O Z ,X=ω(C)·M 12 Y=ω(H)·M 1 Z=ω(O)·M 16如果先计算有机物的物质的量n ,则X=n(CO 2)n Y=2n(H 2O)n Z=n(O)n三、有机物结构式的确定1、化学方法:首先根据分子式,结合碳四价理论,估计可能存在的官能团,然后设计实验,用特征反应验证官能团,再制备它的衍生物进一步确认。
高分化学练习有机化合物的结构分析
高分化学练习有机化合物的结构分析高分化学练习:有机化合物的结构分析在化学学科中,有机化合物是研究的重点之一。
如何准确分析有机化合物的结构,对于学习有机化学、化学研究以及应用实践都具有重要意义。
本文将介绍有机化合物结构分析的基本原理和常用方法,以帮助读者更好地理解和掌握这一领域的知识。
一、光谱分析法光谱分析法是有机化合物结构分析中最常用的方法之一。
通过测量有机化合物在特定波长范围内的吸收或发射光谱,可以得到有关化合物结构的信息。
常见的光谱分析方法有红外光谱、质谱和核磁共振等。
1. 红外光谱(IR)红外光谱通过测量有机化合物在红外波段(200~4000 cm^-1)的吸收谱图来确定化学键的类型和官能团的存在。
不同官能团的振动频率是唯一的,具有区分度较高,因此红外光谱常用于有机化合物结构分析中。
2. 质谱(MS)质谱是通过测量有机化合物分子的质量-电荷比(m/z)来鉴定和确定化合物的结构。
质谱可以提供化合物的分子量、分子离子峰以及碎片离子峰等信息,结合其他光谱方法可以更加准确地确定化合物的结构。
3. 核磁共振(NMR)核磁共振谱是通过测量有机化合物中氢核或碳核的核磁共振信号来分析化合物的结构。
核磁共振谱可以提供原子的化学位移、耦合常数和积分峰等信息,从而确定化合物的结构。
二、色谱分析法色谱分析法是有机化合物结构分析中另一个常用的方法。
色谱法可以根据化合物在不同相或固定相中的分配行为来分离和鉴定化合物。
常用的色谱方法包括气相色谱(GC)、液相色谱(LC)和超高效液相色谱(UHPLC)等。
1. 气相色谱(GC)气相色谱法通过化合物在气相载气流动相中的分配行为来分离化合物。
根据化合物在固定相中的保留时间和相对峰面积,可以确定化合物的种类和含量。
2. 液相色谱(LC)液相色谱法是利用化合物在液体固定相中的分配行为来分离化合物。
常用的液相色谱方法包括薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)等。
三、其他分析方法除了光谱和色谱法外,还有一些其他常用的有机化合物结构分析方法。
有机化学基础+判断同分异构体的五种常用方法和有机分子结构的测定
判断同分异构体的五种常用方法与有机分子结构的测定一、确定同分异构体数目的五种常用方法1.等效氢法在确定同分异构体之前,要先找出对称面,判断“等效氢”,从而确定同分异构体数目。
有机物的一取代物数目的确定,实质上就是瞧处于不同位置的氢原子数目。
可用“等效氢法”判断。
判断“等效氢”的三条原则就是:(1)同一碳原子上的氢原子就是等效的;如CH4中的4个氢原子等同。
(2)同一碳原子上所连的甲基就是等效的;如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等同。
(3)处于对称位置上的氢原子就是等效的,如CH3CH3中的6个氢原子等同;乙烯分子中的4个H等同;苯分子中的6个氢等同;CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等同。
【典例导悟1】下列有机物一氯取代物的同分异构体数目相等的就是()A.①与②B.②与③C.③与④D.①与④2.换位思考法将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考。
如乙烷分子中共有6个H 原子,若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的Cl瞧作H原子,而H原子瞧成Cl原子,其情况跟一氯代烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构。
同理,二氯乙烷有两种结构,则四氯乙烷也有两种结构。
典例导悟2已知化学式为C12H12的物质其结构简式为,该环上的二溴代物有9种同分异构体,由此推断该环上的四溴代物的同分异构体数目有()A.4种B.9种C.12种D.6种3.基团位移法该方法比等效氢法更直观,该方法的特点就是,对给定的有机物先将碳键展开,然后确定该有机物具有的基团并将该基团在碳链的不同位置进行移动,得到不同的有机物。
需要注意的就是,移动基团时要避免重复。
此方法适合烯、炔、醇、醛、酮等的分析。
【典例导悟3】分子式为C5H10的链状烯烃,可能的结构有()A.3种B.4种C.5种D.6种4.基团连接法将有机物瞧作由基团连接而成,由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目。
高中化学解题策略有机物结构的分析与判断
解题策略:有机物结构的分析与判断金点子:有机结构的分析包括:空间结构的分析;结构简式的分析。
(1)空间结构的分析此类试题主要考查考生对原子共平面或共直线的分析与判断。
所采用的方法主要是迁移类比法,也即将甲烷、乙烯、乙炔、苯等有机物的结构迁移到新的物质中。
(2) 结构简式的分析。
主要为判断及书写结构简式。
要求考生能将题中碳链或官能团通过互换位置来确定新的结构,有时还会涉及到利用官能团所发生的化学反应来确定结构的问题。
经典题:例题1 :1,2,3-三苯基环丙烷的三个苯基可以分布在环丙烷环平面的上下,因此有如下两个异构体:据此,可判断1,2,3,4,5-五氯环戊烷(假定五个碳原子也处于同一平面上)的异构体数目是()A.4 B.5 C.6 D.7方法:空间结构比较分析。
捷径:根据题意:五个氯原子在环戊烷平面上可分成五上(或五下),四上一下(或四下一上),三上二下(或三下二上)三种情况。
其中前两种情况,分别只有一种结构,而三上二下有两种同分异构体。
所以共有四种同分异构体。
显然答案为A。
总结:在解题时要充分考虑到三上二下有两种同分异构体,必要时可画出草图分析。
例题2 :描述CH3—CH=CH—C≡C—CF3分子结构的下列叙述中,正确的是( )A.6个碳原子有可能都在一条直线上B.6个碳原子不可能都在一条直线上C.6个碳原子有可能都在同一平面上D.6个碳原子不可能都在同一平面上方法:将甲烷、乙烯、乙炔的结构迁移到题示物质,画出结构图示进行分析即可。
捷径:已知乙烯结构中两个碳原子和四个氢原子在同一平面上,不在同一直线上。
若将—CH3代替乙烯中的某个氢原子,则这三个碳原子必然不在同一直线上。
所以A必错,B 正确。
若上述替换后,其键角仍能保持120°,则CH3—CH=CH—C≡C—CF3中四个碳原子在同一平面内(根据乙烯的结构作出的判断)。
同理根据乙炔中两个碳原子与两个氢原子在同一直线上,可认为CH3—CH=CH—C≡C—CF3中四个碳原子在同一直线上。
高考化学确定有机物分子式和结构式(含例题解析)
高考化学确定有机物分子式和结构式(含例题解析)给大家整理了高考化学基础知识汇编,助力大家高效备战月考、一轮复习,希望对大家有所帮助,提高复习效率。
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一、利用有机物燃烧反应的方程式进行计算有关化学方程式由上可知,相同碳原子数的烯烃(环烷烃)与一元饱和醇完全燃烧时,耗氧量相同(把:相同碳原子数的炔烃(二烯烃)与醛(酮)及饱和二元醇完全燃烧时,耗氧量相同(醛:饱和二元醇:);相同碳原子数的羧酸(酯)与三元醇完全燃烧,耗氧量相同(羧酸:→饱和三元醇:)二、通过实验确定乙醇的结构式由于有机化合物中存在着同分异构现象,因此一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质。
在这种情况下,知道了某一物质的分子式,常常可利用该物质的特殊性质,通过定性或定量实验来确定其结构式。
例如:根据乙醇的分子式和各元素的化合价,乙醇分子可能有两种结构:为了确定乙醇究竟是哪一种结构,我们可以利用乙醇跟钠的反应,做下面这样一个实验。
实验装置如右下图所示。
在烧瓶里放入几小块钠,从漏斗中缓缓滴入一定物质的量的无水乙醇。
乙醇跟适量钠完全反应放出的H2把中间瓶子里的水压入量筒。
通过测量量筒中水的体积(应包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积),就可知反应生成的H2的体积。
讨论:下面是上述实验的一组数据:根据上述实验所得数据,怎样推断乙醇的结构式是(1),还是(2)呢?由于0.100 mol C2H6O与适量Na完全反应可以生成1.12 L H2,则1.00 molC2H6O与Na反应能生成11.2 L H2,即0.5 mol H2,也就是1 mol H。
这就是说在1个C2H6O分子中;只有1个H可以被Na所置换,这说明C2H6O分子里的6个H中,有1个与其他5个是不同的。
这一事实与(1)式不符,而与(2)式相符合。
因此,可以推断乙醇的结构式应为(2)式。
问题与思考1.确定有机物分子式一般有哪几种方法?2.运用“最简式法”确定有机物分子式,需哪些数据?3.如何运用“商余法”确定烃的分子式?问题与思考(提示)1、最简式法;直接法;燃烧通式法;商余法(适用于烃的分子式的求法等2、①有机物各元素的质量分数(或质量比)②标准状况下的有机物蒸气的密度(或相对密度)3、则为烯烃,环烷烃.②若余数=2,则为烷烃.③若余数=-2,则为炔烃.二烯烃④若余数=-6,则为苯的同系物.若分子式不合理,可减去一个C原子,加上12个H原子有机物分子式的确定典型例题例题精讲一、有机物分子式的确定例1 实验测得某碳氢化合物A中,含碳80%、含氢20%,求该化合物的实验式。
有机物分子式和结构式的确定方法
确定有机物分子式和结构式的分析思路和分析方法一、确定有机物分子式和结构式的分析思路1、有机物组成元素的定性分析通常通过充分燃烧有机物的方式来确定有机物的组成元素,即:2、有机物分子式和结构式的定量分析二、确定有机物分子式的分析方法1、通式法⑴常见有机物的分子通式分子通式⑵方法:相对分子质量n(碳原子数)分子式例题1:某烷烃的相对分子质量为44,则该烷烃的分子式为。
解析:烷烃的通式为C n H 2n+2 ,则其相对分子质量为:14n + 2 = 44 ,n = 3 ,故该烷烃的分子式为:C 3H 82、质量分数法 方法:相对分子质量C 、H 、O 等原子数分子式例题2:某有机物样品3g 充分燃烧后,得到4.4g CO 2 和1.8g H 2O ,实验测得其相对分子质量为60,求该有机物的分子式。
解析:根据题意可判断该有机物分子中一定含有C 和H 元素,可能含有氧元素。
样品 CO 2 H 2O 3g 4.4g 1.8g 则:m(C) = g g 2.144124.4=⨯m(H) = g g 2.01828.1=⨯根据质量守恒可判断该有机物分子中一定含有O 元素,则该有机物分子中C 、H 、O 元素的质量分数依次为:ω(C) =%40%10032.1=⨯ggω(H) =%67.6%10032.0=⨯ggω(O) = 1 - 40% - 6.67% = 53.33%则该有机物的一个分子中含有的C 、H 、O 原子数依次为:N(C) =212%4060=⨯N(H) = 41%67.660≈⨯N(O) =216%33.5360≈⨯ 故该有机物的分子式为C 2H 4O 2 。
3、最简式法方法:质量分数、质量比原子数之比 → 最简式分子式(最简式)n = 分子式有时可根据最简式和有机物的组成特点(H 原子饱和情况)直接确定分子式,如:例题:如例题2 ,该有机物分子中各元素原子的数目之比为: N(C) ∶N(H) ∶N(O) =12%40∶1%67.6∶16%33.53≈ 1∶2∶1故该有机物的最简式为:CH 2O ,则:(12 + 1×2 + 16)× n = 60 ,n = 2 则该有机物的分子式为:C 2H 4O 2 。
化学常见的有机计题型解法共22页文档
n( c)=1mol×88g/mol×54.5%/12g/mol=4m ol
n(H)
=1所m以ol×该8有8g机/m物o的l×分9.1子%式/1为g/mCo4Hl=8O82mol
n(O)
例2:某有机物蒸汽对H2 的相对密度为30 ,1.2g 该有机物完全燃烧生成 CO2(标况下) 1.344L,H2o 1.44g,求该 有机物的分子式。
A.C6H6 B.C2H6 C.C3H8
CH
CH3 CH8/3
D.C7H12
CH12/7
耗氧量最大是 C2H6
(三)混和物组成成份的确定
常用解题方法: 平均值规律法、方程式法、差 量法讨论法等或者这些方法的 综合运用
例5:两种气态烃以任意比例混 合,在105℃时,1L混合烃与 9L氧气混合充分燃烧后恢复到 原状态,所得气体体积仍为10L,
最简式
相对分子质量
分子式
(二)有机物耗氧量的比较
1.比较等物质的量有机物 燃烧耗氧量大小
2.比较等质量烃燃烧耗氧 量大小
1.比较等物质的量有机 物燃烧耗氧量大小
方法1:根据分子式CXHYOZ计 算x+y/4-z/2
该值越大有机物的耗 氧量越多。
方法2:改写分子式
若是烃则1molC与4molH耗 氧量等;若是烃的含氧衍生物, 则观察分子式,看是否可把分 子式中的O、C、H写成 “CO2”或“ H2O ”形式, 在比较剩余C、H的耗氧量即 可
思路解析:
12g C燃烧耗氧气1mol,12gH2燃 烧耗氧气3mol
即等质量的C和H燃烧耗氧:H>C 把烃分子式改写为CHX形式,CHX 式中X值越大烃分子中H质量分 数越大,烃燃烧耗氧量越大
有机化学基础+判断同分异构体的五种常用方法和有机分子结构的测定
判断同分异构体的五种常用方法和有机分子结构的测定一、确定同分异构体数目的五种常用方法1.等效氢法在确定同分异构体之前,要先找出对称面,判断“等效氢”,从而确定同分异构体数目。
有机物的一取代物数目的确定,实质上是看处于不同位置的氢原子数目。
可用“等效氢法”判断。
判断“等效氢”的三条原则是:(1)同一碳原子上的氢原子是等效的;如CH4中的4个氢原子等同。
(2)同一碳原子上所连的甲基是等效的;如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等同。
(3)处于对称位置上的氢原子是等效的,如CH3CH3中的6个氢原子等同;乙烯分子中的4个H等同;苯分子中的6个氢等同;CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等同。
【典例导悟1】下列有机物一氯取代物的同分异构体数目相等的是()A.①和②B.②和③C.③和④D.①和④2.换位思考法将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考。
如乙烷分子中共有6个H 原子,若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子,而H原子看成Cl原子,其情况跟一氯代烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构。
同理,二氯乙烷有两种结构,则四氯乙烷也有两种结构。
典例导悟2已知化学式为C12H12的物质其结构简式为,该环上的二溴代物有9种同分异构体,由此推断该环上的四溴代物的同分异构体数目有()A.4种B.9种C.12种D.6种3.基团位移法该方法比等效氢法更直观,该方法的特点是,对给定的有机物先将碳键展开,然后确定该有机物具有的基团并将该基团在碳链的不同位置进行移动,得到不同的有机物。
需要注意的是,移动基团时要避免重复。
此方法适合烯、炔、醇、醛、酮等的分析。
【典例导悟3】分子式为C5H10的链状烯烃,可能的结构有()A.3种B.4种C.5种D.6种4.基团连接法将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目。
有机物分子式和结构式的确定方法
确定有机物分子式和结构式的分析思路和分析方法一、确定有机物分子式和结构式的分析思路1、有机物组成元素的定性分析通常通过充分燃烧有机物的方式来确定有机物的组成元素,即:2、有机物分子式和结构式的定量分析二、确定有机物分子式的分析方法1、通式法⑴常见有机物的分子通式分子通式⑵方法:相对分子质量n(碳原子数)分子式例题1:某烷烃的相对分子质量为44,则该烷烃的分子式为。
解析:烷烃的通式为C n H 2n+2 ,则其相对分子质量为:14n + 2 = 44 ,n = 3 ,故该烷烃的分子式为:C 3H 82、质量分数法 方法:相对分子质量C 、H 、O 等原子数分子式例题2:某有机物样品3g 充分燃烧后,得到4。
4g CO 2 和1。
8g H 2O ,实验测得其相对分子质量为60,求该有机物的分子式。
解析:根据题意可判断该有机物分子中一定含有C 和H 元素,可能含有氧元素. 样品 CO 2 H 2O 3g 4。
4g 1。
8g 则:m(C ) = g g 2.144124.4=⨯m(H) = g g 2.01828.1=⨯根据质量守恒可判断该有机物分子中一定含有O 元素,则该有机物分子中C 、H 、O 元素的质量分数依次为:ω(C ) =%40%10032.1=⨯ggω(H ) =%67.6%10032.0=⨯ggω(O ) = 1 - 40% - 6.67% = 53.33%则该有机物的一个分子中含有的C 、H 、O 原子数依次为:N (C) =212%4060=⨯N(H) = 41%67.660≈⨯N (O) =216%33.5360≈⨯ 故该有机物的分子式为C 2H 4O 2 。
3、最简式法方法:质量分数、质量比原子数之比 → 最简式分子式(最简式)n = 分子式有时可根据最简式和有机物的组成特点(H 原子饱和情况)直接确定分子式,如:例题:如例题2 ,该有机物分子中各元素原子的数目之比为: N(C ) ∶N (H ) ∶N(O ) =12%40∶1%67.6∶16%33.53 ≈ 1∶2∶1故该有机物的最简式为:CH 2O ,则:(12 + 1×2 + 16)× n = 60 ,n = 2 则该有机物的分子式为:C 2H 4O 2 。
第17讲 有机分子结构测定
如来如愿,成功我能
有机化学大讲堂
第十七讲 有机分子结构测定
一、红外光谱:可以确定有机物分子存在何种官能团和化学键,也可以用来推测物质的纯度。
如:红外光谱图表明有羟基-OH 、C-H 键和C-O 键的红外吸收峰。
二、质谱法:提供被测物质分子或分子碎片的质量,通过分子碎片的质量信息,推测分子结构。
例如:最右边的分子离子峰(CH 3CH 2O +
H )表示的是未知物的相对分子质量。
三、核磁共振氢谱:推知有机物分子有几种不同类型的氢原子及它们的数目。
峰的组数=几种类型的氢;峰面积比=各类氢的相对数目之比。
【课堂练习】核磁共振氢谱识别(核磁共振氢谱为单峰打(√),否则标出峰面积比?) 乙醇 ; 甲醚(CH 3-O-CH 3) ; 2,2,3,3-四甲基丁烷 ;
对二甲苯 ; 对苯二酚 ; 乙二酸 ; 环己烷 ;
丙酮 ; 1,3-丁二烯 ; 2,3-二甲基-2-丁烯 ;
【典题赏析】C2H4O同分异构体氢谱?
【解析】正向思考
Ω=1(结构含有双键或环)
结构特征结构简式核磁共振氢谱锋面积之比
C=C CH2=CHOH 2:1:1
C=O CH3CHO 3:1
环环氧乙烷单峰。
分子结构的鉴定
【考点精讲】1. 结构鉴定的常用方法①化学方法:利用特征反应鉴定出官能团。
②物理方法:红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱等。
2. 红外光谱(IR)当用红外线照射有机物分子时,不同官能团或化学键的吸收频率不同,在红外光谱图中处于不同的位置。
可以利用其来推知有机物含有哪些化学键、官能团。
某未知物A的分子式为C2H6O。
它的红外光谱图上发现有O—H键、C—H键和C—O 键的振动吸收,可以判断A是乙醇。
3. 核磁共振氢谱有机物分子中的氢原子核,所处的化学环境(即其附近的基团)不同,表现出的核磁性就不同,代表核磁性特征的峰在核磁共振谱图中横坐标的位置(化学位移,符号为δ)也就不同。
可以从核磁共振谱图上推知氢原子的类型及数目。
①不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的位置不同;②吸收峰的面积与氢原子数成正比。
的结构可能有和)若为,则红外光谱中应该有________个峰。
)若为,则红外光谱中有(4)根据A的核磁共振氢谱图可知,。
答案:(1)90研究有机化合物的一般步骤:D. 对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团思路导航:核磁共振氢谱用于分析有机物分子中有几种类型的氢原子;质谱图可用于分析有机物的相对分子质量,所以选项C是错误的,其余选项都是正确的,答案选C。
答案:C例题2实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是2C6H5CHO+KOH C6H5CH2OH+C6H5COOKC6H5COOK+HCl C6H5COOH+KCl已知苯甲醛易被空气氧化,苯甲醇的沸点为205.3℃;苯甲酸的熔点为121.7℃,沸点为249℃,溶解度为0.34 g;乙醚的沸点为34.8℃,难溶于水。
制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下所示:试根据上述信息回答下列问题:(1)操作Ⅰ的名称是________,乙醚溶液中所溶解的主要成分是________。
(2)操作Ⅱ的名称是________,产品甲是________。
(3)操作Ⅲ的名称是________,产品乙是________。
高三化学分突破精品资料第7讲《确有机物分子结构的一般方法》
证对市爱幕阳光实验学校第7讲 确有机物分子结构的一般方法【知能整合】1. 有机物分子结构确实——化学方法由于有机化合物中存在同分异构现象,除少数的分子式只对一种结构外,一般一种分子式对有多种结构。
我们常从以下两方面确其结构:(1)根据有机物的特殊反,确物质分子中的官能团,从而进一步确其结构。
常见有机物中,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的烃类物质有烯烃、炔烃、苯的同系物;能与溴水产生白色沉淀有机物是苯酚;能发生与银氨溶液或制Cu(OH)2反的物质有醛类、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖;能与碳酸钠反产生气体的有机物是羧酸。
(2) 有机物式确实①式(又叫最简式)是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子。
②假设有机物分子中 w (C)=a %、w (H)=b %、w (O)=c %,那么:N (C) : N (H) : N (O)=16%:1%:12%c b a ,即可得到式。
式也可以通过燃烧产物的物质的量方法确。
确式前必须先确元素的组成,如某有机物完全燃烧的产物只有 CO 2 和 H 2O ,那么其组成元素可能为C 、H 或 C 、H 、O ;假设燃烧产物 CO 2 中的碳元素的质量和燃烧产物 H 2O 中氢元素的质量之和于原有机物的质量时,那么原有机物组成中不含O 元素。
(3)确有机物分子式和结构式的过程可简单归纳如下: 2. 有机物分子结构确实——物理方法(波谱法)⑶核磁共振氢谱——可推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目之比。
【典型例析】例1:某有机物 A 的式量为 128。
(1)假设 A 物质中只含有碳、氢、氧三种元素,且 A 分子中含有一个酯的结构,那么 A 的分子式为__________,结构简式为____________(任写出一种)。
(2)假设 A 物质中只含有碳、氢、氮三种元素,且 A 分子中氮原子数目最少,那么 A 的分子式为__________,假设 A 分子中有一个由氮原子和其他碳原子形成的六元环,那么 A 的结构简式为__________(任写一种)。
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“测定有机物分子结构的常用分析方法”题型几例
作者:蒋赵军
来源:《化学教学》2009年第08期
文章编号:1005-6629(2009)08-0094-03中图分类号:G424.74文献标识码:B
通过对苏教版《有机化学基础》专题1“有机化合物分子结构”教学后,结合新课标要求和各地近年来所命试题,将有关有机物分子结构测定方法的试题归纳为以下几种题型,介绍如下。
题型一: 1H核磁共振类
1H核磁共振法的原理: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。
因此,从核磁共振氢谱图(1H-NMR)上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。
分子式为C2H6O的有机物有下述两种图谱:
[例1]在有机物分子中,处于不同环境的氢原子在核磁共振谱中给出的峰值(信号)也不同,根据峰值(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。
例如二乙醚的结构简式为CH3—CH2—O—CH2—CH3。
其核磁共振谱中给出的峰值(信号)有两个如图2所示:
(1)下列物质中,其核磁共振氢谱中给出的峰值(信号)只有一个的是______。
A.CH3CH3
B.CH3COOH
C.CH3COOCH3
D.CH3COCH3
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氢谱如图3所示,A的结构简式为
______,请预测B的核磁共振氢谱上有______个峰(信号)。
(3)请简要说明根据核磁共振氢谱的结果来确定C2H6O分子结构的方法是
______________。
解析:本题考查了根据1H核磁共振谱确定有机化合物的分子结构。
(1)AD; (2)BrCH2CH2Br;
2 (3)若图谱中给出了3个吸收峰(信号),则说明C2H6O的结构是CH3CH2OH;若图谱中给出了1个吸收峰(信号),则说明C2H6O的结构是CH3OCH3
练习:1.分子式为C3H6O2的有机物,若在1H-NMR谱上观察到氢原子峰的强度为3∶3,则结构简式可能为_____________, 若给出峰的强度为3∶2∶1,则可能为__________________。
答案:CH3COOCH3; CH3CH2COOH、
HCOOCH2CH3、CH3COCH2OH
练习:2. 原子核磁共振谱是确定有机化合物结构的重要方法之一。
在所研究的化合物分子中,处于相同化学环境的氢原子(等性H原子)在核磁共振谱中出现同一种信号峰,谱中峰的强度与等性H原子的数目成正比。
如乙醛(CH3CHO)在核磁共振谱中有2种信号峰,其强度之比为3∶1。
今有化学式为C3H6O2的链状有机化合物,在核磁共振谱上给出了峰的稳定强度,有二种峰值强度之比分别为①3∶3,②2∶2∶1∶1,请推断出其对应的结构简式
①_______________,② ______________;
答案:①CH3COOCH3, ②HOCH2CH2CHO
题型二:红外光谱类
红外光谱法的原理:在有机物分子中,组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态,当其振动频率与照射有机物分子的红外光的振动频率相当时,分子中的化学键或官能团可发生振动吸收,不同的化学键或官能团吸收红外光的频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。
吸收越强,透过率越低,则说明含有该种原子团(官能团)。
[例2] 某有机物A由C、H、O三种元素组成,它的红外吸收光谱表明有羟基中O—H键和烷基上C-H键的红外吸收峰,且烃基与羟基上氢原子个数比为2︰1 ,A的相对分子质量为62,试写出该有机物的结构简式。
解析:本题考查用现代有机化合物红外光谱结构测定来推断有机物的结构简式,由题给信息可知该烃基为饱和的烷烃基,又烃基与羟基上氢原子个数比为2︰1,A的相对分子质量为62,设该有机物的通式为CnH2n+2-x(OH)x,则(2n+2-x)︰x=2︰1,又12n+(2n+2-x)×1+17x=62
解得:n=2x=2,所以该有机物的结构简式为:HO-CH2-CH2-OH。
题型三:质谱类
质谱法的原理:待测化合物分子吸收能量(在离子源的电离室中)后产生电离,生成分子离子,分子离子由于具有较高的能量,会进一步按化合物自身特有的碎裂规律分裂,生成一系列确定组
成的碎片离子,将所有不同的质量离子和各离子电荷的多少按质荷比记录下来,就得到一张质谱图。
由于在相同实验条件下每种化合物都有其确定的质谱图,因此将所得谱图与已知谱图对照,就可确定待测化合物的分子量或其它结构信息。
[例3]2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一。