分子结构的鉴定
13级《研究有机化合物的一般步骤和方法(3)分子结构的确定
图谱题解题：
2、必须尽快熟悉有机物的类别及其官能团。
3、根据图谱获取的信息，按碳四价的原则对 官能团、基团进行合理的拼接。 4、得出结构(简)式后，再与谱图提供信息对 照检查，主要为分子量、官能团、基团的 类别是否吻合。
1、首先应掌握好三种谱图的作用、读谱方法。
研究有机化合物要经过以下几个步骤: 粗 产 品 结晶 萃取 分离 提纯 定性 分析 定量分析
化学 方法
除 杂 质
蒸馏
确定 质 组成 量 元素 分 析
测 结 质 定 构 红外 谱 分 分 光谱、 法 子 析 核磁 共振 量
氢谱
实验式或最简式
分子式
结构式
1、2002年诺贝尔化学奖表彰了两项成果， 其中一项是瑞士科学家库尔特· 维特里希 发明了“利用核磁共振技术测定溶液中 生物大分子三维结构的方法”。在化学 上经常使用的是氢核磁共振谱，它是根 据不同化学环境的氢原子在氢核磁共振 谱中给出的信号不同来确定有机物分子 中的不同的氢原子。下列有机物分子在 核磁共振氢谱中只给出一种信号的是 A、HCHO B、CH3OH C、HCOOH D、CH3COOCH3
根据实验数据填空： 1.8 (1)实验完毕后，生成物中水的质量为________g，假设广 5 口瓶里生成一种正盐，其质量为________g。 (2)生成的水中氢元素的质量为________g。 0.2 (3)生成的CO2中碳元素的质量为________g。 0.6 (4)该燃料中碳、氢元素的质量比为________。 3∶1 (5)已知这种燃料的每个分子中含有一个氧原子，则该燃 料的分子式为________，结构简式为________。
－ －1
＝0.1∶0.3∶0.05＝2∶6∶1, 即 A 的实验式为 C2H6O.
(5)质谱法测定分子结构(大分子化合物鉴定)综述
GPC法和 MALD/TOF MS法测得的分子量比较
Mn
Mw
PD
共聚物
GPC
3577
3756
1.05
No.1
MALDI/TOF
3207
3560
C10H21
S
N
N
]n
聚合物的MALDI-TOF质谱 (a) IAA为基质, (b) IAA为基质。并加入细AgTFA
11
第五章：质谱法测定分子结构
高分子化合物3(n=5)，环状寡聚物的实验结果(左)和理论同位素分布(右)
(a): [(C28H32N2S)5+H]+
(b): [(C28H32N2S)5+Ag]+
MALDI-TOF
11843
12320
1.04
GPC
PEG230200
22115
22105
1.01
MALDI-TOF
20240
21228
1.06
GPC
10
2、末端基分析
含有联吡啶 的共轭高分子结构
R
[
S
N
N
R = C6H13 1 C8H17 2
S
[
]n
C10H21 3 C10H21
第五章：质谱法测定分子结构
选取2142.1u的单同位素峰来计算端基的质量。重复单元的质量是428.2, 代入2142.1/428.2＝5，即428.2 5＝2141。这个峰的质荷比等于5个重复单 元加1个质子比时带上的氢原子的质量，因此可以椎测这个系列的高分子为 环状高分子．没有端基。
偶合常数分析在柔性天然分子相对构型鉴定中的应用
偶合常数分析在柔性天然分子相对构型鉴定中的应用
柔性天然分子的相对构型鉴定是一个关键步骤，它可以帮助我们了解分子的结构和性质。
偶合常数分析是鉴定柔性天然分子相对构型的有效方法之一。
它可以通过测量分子的偶合
常数来鉴定分子的相对构型，从而揭示分子的结构。
偶合常数分析的基本原理是，分子的
偶合常数受其相对构型的影响，因此可以通过测量分子的偶合常数来推断分子的相对构型。
偶合常数分析可以检测分子中的氢键和范德华力，这些是柔性天然分子的重要结构，可以
帮助我们了解分子的结构和性质。
偶合常数分析可以用来鉴定柔性天然分子的相对构型，主要有两种方法：一种是根据分子
的偶合常数来计算分子的相对构型，另一种是根据分子的偶合常数和拟合的模型参数来计
算分子的相对构型。
这两种方法都可以用来鉴定柔性天然分子的相对构型，但是第一种方
法的准确性受分子的偶合常数的影响，而第二种方法的准确性受拟合的模型参数的影响。
偶合常数分析在柔性天然分子相对构型鉴定中应用十分广泛，它可以用来探索分子的结构
和性质，并有助于更好地理解分子的行为。
此外，偶合常数分析还可以用来研究药物分子
与靶蛋白的相互作用，从而更好地设计药物分子和新药物。
分子鉴定报告-概述说明以及解释
分子鉴定报告-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述分子鉴定作为一种高效、准确的生物学手段，已在各个领域得到广泛应用。
通过分析和解读生物体内的分子信息，如DNA、RNA和蛋白质等，分子鉴定可以用于确定生物种类、检测疾病、研究进化关系等方面。
随着分子生物学和基因工程的发展，分子鉴定技术的应用也越来越广泛。
利用PCR、序列比对、基因芯片等方法，我们可以快速、准确地进行物种鉴定、病原体检测、亲子鉴定等工作。
尤其在生物多样性保护、疾病防控和食品安全等方面，分子鉴定技术发挥着重要作用。
分子鉴定的优势之一是无需依赖外部特征或人工经验判断，只需分析和比较生物体内部的分子序列，可避免主观因素对结果的影响。
此外，分子鉴定技术具有高度的灵敏性和特异性，可以在极小的样本量中检测到目标分子，甚至在混合样本中识别不同的成分。
然而，分子鉴定技术也存在一定的局限性。
例如，部分生物物种的分子序列存在差异较小、相似性较高，可能导致鉴定结果的不确定性。
另外，分子鉴定技术在样品的提取、PCR扩增等步骤中，受到外部环境和实验条件的影响，可能产生误差。
这些问题在实际应用中需要进行有效的控制和解决。
随着分子鉴定技术的不断发展，未来的趋势将更加突出在快速、高通量、自动化方面的特点。
新一代的测序技术如高通量测序（Next Generation Sequencing，简称NGS）的广泛应用，将进一步推动分子鉴定技术的发展。
此外，结合人工智能、大数据分析等技术，分子鉴定将更加准确、可靠，并在更多领域发挥重要作用。
总之，分子鉴定作为一种先进的生物学手段，具有广阔的应用前景和巨大的发展空间。
通过不断的研究和创新，将进一步提高分子鉴定技术的准确性和效率，为生物科学研究和实践应用提供更多的支持。
1.2 文章结构文章结构：本篇长文将围绕分子鉴定展开详细的叙述。
为了让读者全面了解该领域的概念、应用、优势和局限性以及未来的发展趋势，文章将分为引言、正文和结论三个部分。
小分子药物的结构和活性鉴定
小分子药物的结构和活性鉴定小分子药物是指具有分子量较小的有机化合物，能够通过口服、注射等途径进入体内，对人类疾病起治疗作用的药物。
其研究与开发至关重要，需要对小分子药物的分子结构和活性进行鉴定。
本文将从分子结构和活性鉴定两个角度，介绍小分子药物的相关内容。
一、分子结构的鉴定分子结构是指小分子药物的化学成分及其组成方式的描述。
了解小分子药物的分子结构可以更好地指导后续药物设计、合成和筛选。
目前分子结构的鉴定方法主要包括以下几种。
1.质谱分析质谱分析是指将待测物质分子变为带电的离子，并在磁场下测出离子质量，从而确定测定物质的分子量。
通过质谱分析可以判断分子中的化学成分和含量。
质谱分析技术包括质谱仪、飞行时间质谱、液质联用质谱等。
2.核磁共振核磁共振是一种通过测定原子核内部自旋的强度和方向来鉴定物质分子结构的方法。
核磁共振技术可以确定分子中原子的数量、类型、位置和连接方式。
目前核磁共振技术主要包括固态核磁共振、液态核磁共振和高分辨核磁共振。
3.紫外可见光谱紫外可见光谱是指通过研究小分子药物在紫外和可见光区域吸收光的能力来确定其分子结构的方法。
该方法通过分析分子中的吸收光谱，可以判断分子中的化学结构和功能团。
紫外可见光谱技术适用于有色或带有不稳定基团的化合物。
4.红外光谱红外光谱是一种通过测定物质在红外光区域的吸收光谱来确定其分子结构和化学键性质的方法。
通过红外光谱可以判断化合物中的基团类型和数量，判断分子结构的合理性。
目前红外光谱技术主要包括傅里叶变换红外光谱、红外显微光谱、近红外光谱等。
以上几种方法各有优缺点，可以根据实际需要选择适用的方法。
二、活性的鉴定小分子药物的活性指其对特定疾病机制的治疗效果。
对于小分子药物的活性鉴定，早期研究主要采用动物实验和细胞实验。
随着计算机技术和生物技术的发展，高通量筛选法、虚拟筛选法和代谢物组学等新技术也开始应用于药物活性的鉴定。
1.动物实验和细胞实验动物实验和细胞实验是小分子药物的早期活性鉴定方法，其优点在于可获取较可靠的药效数据。
高中化学——研究有机化合物的一般步骤和方法教学设计
研究有机化合物的一般步骤和方法一、教材分析《研究有机化合物的一般步骤和方法》是人教版高中化学选修五《有机化学基础》第1章第4节的教学内容，主要学习研究有机化合物的一般步骤和实现这些步骤的方法有哪些，通过这些方法讨论有机物的分子组成与结构，这部分知识放在学习各类有机物之前，目的是为进一步研究有机物打下一个良好的基础。
二、教学目标1．知识目标：1．了解研究有机化合物的一般步骤；2．掌握有机物的分离与提纯方法（蒸馏法、重结晶法、萃取法等）；3．了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法；4．掌握确定有机化合物的分子式；5．理解理解鉴定有机化合物结构的一般过程和方法。
2．能力目标：学会确定有机物的分子组成与结构3．情感、态度和价值观目标：(1)通过对“分离和提纯”实验的操作，培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。
(2)通过联系知识与科学研究方法的关系，激发学生对化学学科的兴趣热爱，认识有机物结构的重要性。
三、教学重点难点重点：有机物分子组成与结构的确定。
难点：有机物分离与提纯。
四、学情分析我们的学生属于平行分班，学生已有的知识和实验水平有差距。
分离实验学生有一定的基础，但有些学生还是不清楚，所以讲解时需要详细。
对于用高科技方法确定有机物结构式首次接触，需要教师指导并得出正确的认识。
五、教学方法1．实验法：有机物的分离与提纯学生进行分组实验（如条件不具备可采用演示实验）。
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1．学生的学习准备：预习实验“蒸馏”“重结晶”，初步把握实验的原理和方法步骤。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3．教学环境的设计和布置：六（或八）人一组，实验室内教学。
课前打开实验室门窗通风，课前准备好所需实验用品。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
有机物分子结构的鉴定
2020/3/9
美国 芬恩
日本 田中耕一
瑞士 维特里希
16
第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法
三、元素分析与相对原子质量的测定
1.元素分析：李比希法 2.质谱法—相对原子质量的测定
四、有机物分子结构的确定
1.化学方法：利用特征反应鉴定出官能团，再进一步确认分子结构 2.物理方法：①红外光谱－确定化学键、官能团；
CH3-CH-CH3
CH3 CH3-C-CH3
CH ２种；3 ９∶１
CH3 １种
CH3-CH2-
CH3-CH2-CH-CH3
３O种H；３∶２∶１
CH3
４种；３∶２∶１∶６
2020/3/9
14
三、分子结构的鉴定
2、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
红外光谱法确定有机物结构的原理是：
由于有机物中组成化学键、官能团的原子处于不 断振动状态，且振动频率与红外光的振动频谱相当。 所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学 键、官能团可发生震动吸收，不同的化学键、官能团 吸收频率不同，在红外光谱图中将处于不同位置。因 此，我们就可以根据红外光谱图，推知有机物含有哪 些化学键、官能团，以确定有机物的结构。
2020/3/9
9
三、分子结构的鉴定
结构分析：核磁共振法 （1H—NMR）
作用：测定有机物中H 原子的种类 和数目
吸收峰数目＝氢原子类型
信号强度之比
信
号
个
峰
数
面
积
不同吸收峰的面积之比（强度之比）＝ 不同氢原子的个数之比
2020/3/9
10
分子结构的鉴定
分子结构的鉴定
质谱仪是用于测定相对分子质量的。
B
3(2011·海南化学节选)下列化合物中,核磁共振氢谱只出现两组峰且峰 面积之比为 3∶2 的是( BD )。
解析:A 中有机物有三种氢原子,不正确;B 中有机物含有两种氢原子,且这两 种氢原子的个数比为 3∶2,正确;C 中有机物含有两种氢原子,两种氢原子的 个数比为 3∶1,不正确;D 中有机物含有两种氢原子,且个数比为 3∶2,正确。 故选 BD。 答案:BD
点拨：利用红外光谱可测知有机物中含有键的种类， 利用核磁共振氢谱可知有机物中H的种类，二者结 合可推测有机物的结构。
1 二甲醚和乙醇是同分异行鉴别的是( B )。 A.利用金属钠或者金属钾 B.利用质谱法 C.利用红外光谱法 D.利用核磁共振氢谱
解析:第一种峰强度为 1∶1,说明有 2 个—CH3,但 2 个—CH3 的环境不同,连接
方式有别,化合物的结构简式为
。
即 CH3COOCH3
第二种峰强度为 3∶2∶1,说明结构中含有 3 种不同化学环境的氢,其个数
分别为 3、2、1,化合物的结构简式为 或 。
或
即 CH3CH2COOH 或 HCOOCH2CH3 或 CH3COCH2OH
如能使溴的四氯化碳溶液褪色的有机物分子中可能含有
,不
能使溴的四氯化碳溶液褪色却能使高锰酸钾酸性溶液褪色的可能是苯的 同系物等。
3.通过定量实验确定 (1)通过定量实验确定有机物的官能团,如乙醇结构简式的确定。 (2)通过定量实验确定官能团的数目,如测得 1 mol 某醇与足量钠反应 可得到 1 mol 气体,则可说明醇分子含 2 个—OH。 4.根据实验测定的有机物的结构片段“组装”有机物 实验测得的往往不是完整的有机物,这就需要我们根据有机物的结构 规律如价键规律、性质和量的规律等来对其进行“组装”和“拼凑”。 5.通过波谱分析测定 可用红外光谱、核磁共振氢谱确定有机物中的官能团和各类氢原子数 目,确定结构简式。
高中化学课件《元素分析与相对分子质量的测定 分子结构的鉴定》
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1．有机物的实验式和分子式有何异同？能否由有机物的实验式直接确定 分子式？
提示：实验式是表示化合物分子中所含各元素的原子数目最简整数比 的式子；分子式是用元素符号表示物质一个分子中的原子种类和个数。某 些特殊组成的实验式，可根据其组成特点直接确定其分子式，如实验式为 CH3，其分子式为 C2H6，氢原子已达到饱和；实验式为 CH3O，其分子式 为 C2H6O2(乙二醇)。
举例 变成 □03 CO2 ，氢 根据 CO2 的质量确定有机物中 C 的质量， 元素变成 □04 H2O 根据 H2O 的质量确定有机物中 H 的质量
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2．相对分子质量的测定——质谱法
质荷比：指分子离子或碎片离子的□05 相对质量与其电荷的比值。 质谱图中， □06 质荷比的最大值 就表示了样品分子的相对分子质量。
答案 B
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答案
解析 由 C、H 的质量分数可推出 O 的质量分数，由各元素的质量分 数可确定 X 的实验式，由相对分子质量和实验式可确定 X 的分子式。
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解析
2．将 3.24 g 某有机物装入元素分析装置，然后通入足量氧气使之完全燃 烧，将生成的气体依次通过 CaCl2 管(A)和碱石灰管(B)，测得 A 管增重 2.16 g， B 管增重 9.24 g。已知该有机物的相对分子质量小于 200，求其实验式并推测 其分子式。
1．元素分析
分类
定性分析
元素分析相对分子质量的测定和分子结构的鉴定 课件
二、分子结构的鉴定 1．红外光谱： (1)原理：不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光 谱图中处于不同的位置。 (2) 作 用 ： 初 步 判 断 某 有 机 物 中 含 有 何 种 ____________ 或 ________。如下图是一种分子式为 C4H8O2 的有机物的红外光 谱图，则该有机物的结构简式为________。
4．根据有机物的分子通式和化学反应的有关数据求分子通 式中的 n，得出有机物的分子式。
确定有机物分子式的基本方法可归纳为下表：
1．在核磁共振氢谱中出现两组峰，且其氢原子数之比为 3 2 的化合物是( )
2．下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是( ) A．2,2,3,3-四甲基丁烷 B．2,3,4-三甲基戊烷 C．3,4-二甲基己烷 D．2,5-二甲基己烷
三、确定有机物分子式的基本方法 1．根据有机物中各元素的质量分数，求出有机物的实验式， 再根据有机物的相对分子质量确定分子式。 2．根据有机物的摩尔质量和各元素的质量分数，求出 1 mol 该有机物各元素原子的物质的量，从而确定出该有机物的分子 式。 3．根据有机物的燃烧通式及消耗 O2 的量(或生成产物的 量)，通过计算确定出有机物的分子式。
相对分子质量的测定和分子结构的鉴定
一、元素分析与相对分子质量的测定 1．元素分析： (1)定性分析：用化学方法鉴定有机物分子的元素组成。如 燃烧后，C 生成________、H 生成________。 (2)定量分析：将一定量的有机物燃烧转化为简单无机物， 并定量测定各产物的质量，从而推算出各组成元素原子的 ________，然后推算出该有机物分子中所含元素原子________， 即确定其实验式。
2．核磁共振氢谱： (1)作用：测定有机物分子中氢原子的________。
分子结构的鉴定用
【解析】 第一种情况峰强度比为1∶1，说 明有两类性质不同的氢原子，且两类氢原子 数目相等，即有2个性质不同，连接方式有别 的—CH3，则结构简式为
第二种情况峰强度比为3∶2∶1，说明结构 中含有3种不同性质的氢原子，其个数分别为 3、2、1：
【点拨】
利用红外光谱，可测知有机物中含有的键
的种类；利用核磁共振氢谱可知有机物中氢原子的种类； 二者结合可推测有机物的结构。
【例1】 未知物A的实验式为C2H6O，其红外光 谱图如图(a)，其核磁共振氢谱图有三个峰如图(b)， 峰面积之比是1∶2∶3。未知物A的质谱图如图(c)。 推导出未知物A的结构简式。
(c)未知物A的质谱图
【解析】 ①由A的质谱图知，M(A)＝46， 因M(C2H6O)＝46，则实验式、分子式为 C2H6O。②由A的红外光谱图(a)知，A的分 子结构中含有C—H、O—H、C—O键。③由A 的核磁共振氢谱图(b)知，A有三个峰如图(b)， 峰面积之比是1∶2∶3，分别是羟基的一个 氢原子，亚甲基的两个氢原子和甲基的三个 氢原子，即有三种类型的氢原子。 【答案】 未知物A的结构简式为 CH3CH2OH。
(1)有机物分子不饱和度的计算： nH ①有机物分子的不饱和度＝n(C)＋1－ 2 其中n(C)为碳原子数；n(H)为氢原子数。在计算不 饱和度时，若含卤素原子，可将其视作氢原子；若含氧 原子，可不予考虑；若含氮原子，则从氢原子总数中减 去氮原子数。
②不饱和度(也称缺氢指数)可以为测定有机物 分子结构提供其是否含有双键、三键或碳环 等不饱和结构的信息。 ③几种官能团的不饱和度
2．核磁共振氢谱的应用原理 氢原子核具有磁性，如果用电磁波照射氢原 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。
分子结构的鉴定PPT教学课件
[解析] (1)由 A 的质谱图可知：质荷比最大值为 46，即 为 A 的相对分子质量． (2)有机物烧并测定各产物的量，从而推算出各 组成元素的质量分数．
(3)李比希氧化产物吸收法确定有机物实验式 ①用CuO作氧化剂将仅含C、H、O元素的有机物氧化， 产物 H2O 用无水CaCl2吸收， CO2 用KOH浓溶液吸 收．分别称出吸收剂吸收前后的质量，计算出 C、H原 子在分子中的含量，剩余的就是 O 的含量．
16 g·mol－1 ＝0.2 mol. 则 n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.6∶(0.8×2)∶0.2＝3∶8∶1. 故有机物的分子式为 C3H8O.
[答案] C
2．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．又测得该化合物的相对分子 质量是30，求该化合物的分子式．
解析：实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最 简整数比的式子，求化合物的实验式，即是求该化合物分 子式中各元素原子的数目(N)之比． N(C)∶N(H)＝801%2 ∶201%＝1∶3， 该化合物的实验式是 CH3. 设该化合物分子中含有 n 个 CH3，则 n＝MMrrCAH3＝3105＝2， 该化合物的分子式是 C2H6. 答案：C2H6
[解析] 有机物 A 的相对分子质量为 1.04×29≈30， 1.12 L
故 A 中碳原子数：220.4.0L5·mmooll－1＝1， 氢原子数：00..0055 mmooll×2＝2. 由 A 的相对分子质量判断 A 分子中氧原子数为 1，则 A 的分 子式为 CH2O.
[答案] CH2O
1．2002 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(10－9 g)化合物通过
药物结构鉴定的主要技术
药物结构鉴定的主要技术
药物结构鉴定的主要技术包括以下几种：
1.质谱技术：通过质谱仪对样品进行离子化，然后对离子进行
分析，得到样品的质谱图。
质谱图可以提供样品的分子量、分子式和结构信息。
2.核磁共振技术：通过核磁共振仪对样品中的核进行激发和检测，得到核磁共振谱图。
核磁共振谱图提供了样品分子内部结构的信息，包括化学位移、耦合常数和强度等。
3.红外光谱技术：通过红外光谱仪对样品进行光谱扫描，得到
红外光谱图。
红外光谱图能够提供样品的官能团信息，帮助鉴定结构。
4.质谱联用技术：将质谱仪与其他分析仪器（如气相色谱、液
相色谱）联用，可以提供更加准确和可靠的结构鉴定结果。
5.晶体学技术：通过对药物晶体的X射线衍射进行分析，得到晶体衍射图，从而确定晶体结构。
6.微量元素分析技术：通过对药物样品中的微量元素进行分析，得到样品的元素组成信息，作为辅助鉴定结构的手段之一。
在实际的药物结构鉴定中，研究人员往往会采用多种技术相结合的方法，以获得准确的结构鉴定结果。
天然产物结构鉴定
天然产物结构鉴定现代有机分子的结构分析中，质谱（MS），核磁共振波谱（NMR），紫外吸收光谱（UV），红外吸收光谱（IR）均是鉴定化合物结构的有力工具。
现发现一种海绵的天然产物具有显著的抗病毒活性，我们该如何利用波谱来鉴定该化合物的结构呢？质谱分析（MS），是一种测量离子荷质比（电荷与质量的比值）的分析方法。
通过对电场和磁场的控制，可以确定化合物的质量。
核磁共振波谱（NMR），是化合物分子在磁场中受到另一射频磁场的照射，当照射场的频率等于原子核在外磁场的回旋频率时，有磁矩的原子核就会吸收一定的能量产生能级的跃迁，即发生核磁共振。
1H-NMR是氢核磁共振，可判断共振原子的相对数目。
13C-NMR是碳核磁共振，可判断化合物的基本骨架。
红外吸收光谱（IR），利用分子中价键的伸缩及弯曲振动在红外区域引起的吸收，而测得的吸收光谱。
可以判断分子结构中的官能团，如羟基，氨基，双键，芳环等。
紫外吸收光谱（UV），由电子能级跃迁产生的吸收光谱，在200-700nm范围内含有共轭双键、发色团及具有共轭体系的助色团分子的化合物具有紫外-可见吸收，可以判断分子结构中是否存在共轭体系，例如，苯等。
可用来判断化合物的骨架类型。
元素定量分析，确定各元素百分含量，根据倍比定律确定分子中的原子比。
元素定性分析，分析化合物中有几种元素。
如钠熔法。
分子量测定，一般是使用冰点下降法，沸点上升法，粘度法，凝胶滤过法，及质谱法。
第一步，测定该化合物的物理常数，如沸点、熔点。
比旋度或折光率等，查阅已知文献，判断该化合物结构是否已知，若为未知，则进行第二步。
第二步，进行检识反应，确定样品的类型，如生物碱，黄酮，强心苷等等。
第三步，利用质谱分析，将化合物的分子量确定，再通过元素分析，确定该化合物的分子式。
由氢核磁共振光谱和碳核磁共振光谱可以得到碳氢的个数。
然后由分子量确定氧等其他原子的个数，进而确定分子式。
（同位素丰度比法，高分辨质谱法混合运用，可精确得到分子量）第四步，结构分析1、通过化学方法确定该化合物的特定成分或功能基，例如，生物碱类化合物大多数都会与生物碱沉淀试剂发生沉淀反应。
红外光谱法鉴定聚合物的结构特征
红外光谱法鉴定聚合物的结构特征红外光谱法是一种非常常用的实验方法，用于鉴定和研究聚合物的结构特征。
它基于聚合物分子与红外光之间的相互作用，通过测量吸收红外光的能量来确定聚合物的化学键类型、取代基和分子结构。
本文将详细介绍红外光谱法在鉴定聚合物结构特征方面的原理和应用。
首先，让我们了解一下红外光谱法的原理。
红外光谱法是一种分析物质分子的结构和化学键类型的光谱技术。
红外光谱法利用红外光波长范围内光与物质之间相互作用的原理，通过测量物质对特定波长红外光的吸收来得到红外吸收光谱图。
在红外光谱图中，横坐标表示波数或波长，纵坐标表示吸收率或透射率。
在红外光谱中，具有不同结构和化学键类型的化合物会表现出不同的吸收峰，从而可以通过分析吸收峰的位置、形状和强度来确定聚合物的结构特征。
1.化学键类型：红外光谱法可以确定聚合物中不同类型的化学键，如C-H键、O-H键、C=O键等。
不同类型的化学键对不同波长的红外光有不同的吸收特征峰位，通过分析吸收峰的位置可以确定聚合物中所含有的化学键类型。
2.取代基和官能团：聚合物中的取代基和官能团与共轭结构或特定原子组团之间的相互作用可以通过红外光谱法来鉴定。
不同取代基和官能团对红外光的吸收有特定的峰位和强度，通过分析红外光谱图中的吸收峰可以确定取代基、官能团的存在和位置。
3.分子结构：红外光谱法可以揭示聚合物的分子结构和排列方式。
例如，聚乙烯在红外光谱图中会显示出一个特征峰，对应于C-H键的伸缩振动。
而聚丙烯则会显示出一个峰值，对应于序列式CH3伸缩振动。
通过分析红外吸收光谱图中的这些特征峰，可以确定聚合物的分子结构和排列方式。
红外光谱法在鉴定聚合物结构特征方面有广泛的应用。
首先，红外光谱法可以用于聚合物的识别和定性分析。
通过与标准物质的红外光谱图进行比对，可以确定未知聚合物的化学键类型、取代基和官能团，从而确定其结构和组成。
其次，红外光谱法可以用于鉴定聚合物的纯度和变性程度。
聚合物的红外光谱图中通常会表现出由于空间排列和取代基的变化而引起的峰位移或峰强度变化。
4节第3课时 分子结构的鉴定
第1章第4节第3课时分子结构的鉴定一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．以下关于红外光谱说法中正确的是()A．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，其振动频率与红外光的振动频率相当B．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的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团信息C．通过红外光谱图的分析可以知道有机物的相对分子质量D．通过红外光谱图的分析可以知道有机物中氢原子所处的化学环境【答案】AB2．下列说法正确的是()A．核磁共振氢谱图上可以推知有机物分子中几种不同类型的氢原子及它们的数目B．红外光谱是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子C．质谱法具有快速、微量、精确的特点D．紫外光谱可以确定有机物中的化学键和官能团【答案】AC3．在有机物分子结构的鉴定中常用核磁共振氢谱分析法来测定有机化合物分子() A．相对分子质量B．含有何种化学键或官能团C．氢原子在碳骨架上的位置和数目D．键长、键角及分子的三维结构【答案】 C4．化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式C8H8O2。
A 的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1∶2∶2∶3，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱与红外光谱如图。
关于A的下列说法中，正确的是()A．A分子属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应B．A在一定条件下可与4mol H2发生加成反应C．符合题中A分子结构特征的有机物只有一种D．与A属于同类化合物的同分异构体只有2种【答案】 A5．核磁共振氢谱是指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图中坐标的位置(化学位移，符号为δ)也就不同。
现有一物质的核磁共振氢谱如图所示：则该物质可能是下列中的()A．CH3CH2CH3B．CH3CH2CH2OHC．CH3CH2CH2CH3D．CH3CH2CHO【答案】 B6．在核磁共振氢谱中出现两个峰，其氢原子个数比为3∶2的化合物是()【答案】 D7．通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子()A．6B．5C．4D．3【解析】两个—CH3上的氢原子化学环境相同。
高二化学选修5课件：1-4-3分子结构的鉴定
之比是1∶2∶3，分别是羟基的一个氢原子，亚甲基的两个
氢原子和甲基的三个氢原子，即有三种类型的氢原子。 【答案】 未知物A的结构简式为CH3CH2OH。
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第一章 认识有机化合物
用核磁共振仪对分子式为C3H8O的有机物进行分析， 核磁共振氢谱有三个峰，峰面积之比是1∶1∶6，则该化合
构简式__________________。
第一章 认识有机化合物
【解析】
第一种情况峰强度比为1∶1，说明有两类
性质不同的氢原子，且两类氢原子数目相等，即有2个性质
不同，连接方式有别的—CH3，则结构简式为
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第二种情况峰强度比为3∶2∶1，说明结构中含有3种
不同性质的氢原子，其个数分别为3、2、1：
第一章 认识有机化合物
所以，该有机物还含有O，其质量为m(O)＝1.38g－ 0.66g＝0.72g 因此该有机物分子中各元素原子数目为： 0.54g×92 N(C)＝ ＝3 1.38g×12 0.72g×92 N(O)＝ ＝3 1.38g×16 该有机物的分子式为C3H8O3。 0.12g×92 N(H)＝ ＝8 1.38g×1
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第一章 认识有机化合物
3．在有机物分子中，组成________或________的原子 处于不断振动的状态，其________与________的振动频率 相当。所以，当用红外线照射有机物分子，分子中的 ________或________可发生振动________，不同的化学键或 官能团________频率不同，在________上将处于不同的位 置，从而可以获得分子中含有何种________或________的 信息。 4．氢原子核具有________，如用________照射氢原子 核，它能通过共振________电磁波能量，发生________。 用________可以记录到有关信号，处在不同化学环境中的 氢原子因产生共振时________的频率不同，在核磁共振氢 谱图上____________________也不同，且________的面积与 ________成正比。因此， 从核磁共振氢谱图上可以推知该 有机物分子有几种________的氢原子及它们的________。
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第1章第4节第3课时一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．以下关于红外光谱说法中正确的是()A．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，其振动频率与红外光的振动频率相当B．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的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团信息C．通过红外光谱图的分析可以知道有机物的相对分子质量D．通过红外光谱图的分析可以知道有机物中氢原子所处的化学环境【答案】AB2．下列说法正确的是()A．核磁共振氢谱图上可以推知有机物分子中几种不同类型的氢原子及它们的数目B．红外光谱是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子C．质谱法具有快速、微量、精确的特点D．紫外光谱可以确定有机物中的化学键和官能团【答案】AC3．在有机物分子结构的鉴定中常用核磁共振氢谱分析法来测定有机化合物分子() A．相对分子质量B．含有何种化学键或官能团C．氢原子在碳骨架上的位置和数目D．键长、键角及分子的三维结构【答案】 C4．化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式C8H8O2。
A 的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1∶2∶2∶3，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱与红外光谱如图。
关于A的下列说法中，正确的是()A．A分子属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应B．A在一定条件下可与4mol H2发生加成反应C．符合题中A分子结构特征的有机物只有一种D．与A属于同类化合物的同分异构体只有2种【答案】 A5．核磁共振氢谱是指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图中坐标的位置(化学位移，符号为δ)也就不同。
现有一物质的核磁共振氢谱如图所示：则该物质可能是下列中的()A．CH3CH2CH3B．CH3CH2CH2OHC．CH3CH2CH2CH3D．CH3CH2CHO【答案】 B6．在核磁共振氢谱中出现两个峰，其氢原子个数比为3∶2的化合物是()【答案】 D7．通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子()A．6B．5C．4D．3【解析】两个—CH3上的氢原子化学环境相同。
【答案】 B8．下列化合物中，在核磁共振氢谱图中能给出三种信号的是()【解析】在B分子中有三种不同化学环境的氢原子，A中2种，C中1种，D中2种。
【答案】 B9．某化合物的结构(键线式)及球棍模型如下：该有机分子的核磁共振波谱图如下(单位是ppm)：下列关于该有机物的叙述正确的是()A．该有机物不同化学环境的氢原子有6种B．该有机物属于芳香化合物C．键线式中的Et代表的基团为—CH3D．该有机物在一定条件下能够发生消去反应【解析】A项，由谱图可知有8种不同环境的氢原子，A错；B项，由键线式可看出，该物质中无苯环，不属于芳香化合物，B错；C项，Et为—CH2CH3，C错。
【答案】 D10.E(C2H5)2的结构如右图，其中氢原子的化学环境完全相同。
但早期人们却错误地认为他的结构为：。
核磁共振法能够区分这两种结构。
在核磁共振氢谱中，错误的结构与正确的结构核磁共振氢谱的峰的数目分别为()A．5,5B．3,5C．5,1D．3,1【解析】错误结构中有3种化学环境的氢原子，而正确结构中只有1种化学环境的氢原子。
【答案】 D11．利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可以初步判断该有机物的分子拥有的()A．同分异构体数B．原子个数C．基团种类D．共价键种类【答案】 C12．能够快速、微量、精确地测定相对分子质量的物理方法是()A．质谱B．红外光谱C．此外光谱D．核磁共振谱【解析】质谱用于测定相对分子质量，红外光谱用于测定分子中含有何种化学键或官能团，紫外光谱主要是确定有机物中是否存在双键，或共轭体系，核磁共振氢谱用于测定有机物有几种不同化学环境的氢原子及它们的数目。
【答案】 A13．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C—H键、O—H键、C—O 键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是() A．CH3CH2OCH3B．CH3CH(OH)CH3C．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2CHO【解析】CH3CH2OCH3中没有O—H键，CH3CH2CHO中没有O—H键、C—O键。
【答案】BC14．下列化合物的1H－NMR(核磁共振氢谱)谱图中吸收峰的数目正确的是()【答案】CD15．(2010·沈阳高二检测)某有机物C3H6O2的核磁共振氢谱中有两个共振峰，面积比为1∶1，该有机物的结构简式是()【答案】 B16．(2010·承德高二检测)某有机物分子，仅由C、H、O三种元素的13个原子组成，该分子中的电子总数为42。
充分燃烧该有机物，所生成的CO2和水蒸气在相同状况下的体积之比为3∶4，则该有机物的分子式为()A．C6H6O B．C2H6OC．C4H8O2D．C3H8O2【答案】 D二、非选择题17．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：(一)分子式的确定：(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4g H2O和8.8g CO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)，则该物质中各元素的原子个数比是________。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为________，该物质的分子式是________。
(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式________。
(二)结构式的确定：(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。
例如：甲基氯甲基醚(Cl2—CH2—O—CH3)有两种氢原子如图②。
经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③，则A的结构简式为________。
【解析】(1)据题意有：n(H2O)＝0.3mol，则有n(H)＝0.6mol；n(CO2)＝0.2mol，则有n(C)＝0.2mol。
据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3mol＋2×0.2mol－2×6.72L22.4L·mol－1＝0.1mol，则该物质各元素原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1。
(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O，假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，则46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O。
(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物，可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。
(4)分析A的核磁共振氢谱图可知：A有三种不同类型的H原子，CH3OCH3只有一种类型的H原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。
【答案】(1)N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1(2)46C2H6O(3)CH3CH2OH，CH3—O—CH3(4)CH3CH2OH18．利用核磁共振技术测定有机物分子的三维结构的研究获得了2002年诺贝尔化学奖。
在有机物分子中，不同氢原子的核磁共振氢谱中给出的峰值(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：其核磁共振氢谱中给出的峰值(信号)有两个，如图所示：(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．CH3CH3B．CH3COOHC．CH3COOCH3D．CH3OCH3(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2，A的核磁共振氢谱图如下图所示，则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)用核磁共振氢谱的方法来研究C2H6O的结构，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】(1)A有一种不同化学环境的H，B有两种不同化学环境的H，C有两种不同化学环境的H，D有一种不同化学环境的H。
(2)由谱图可知A有一种不同化学环境的H，所以A为BrCH2CH2Br，它的同分异构体为CH3CHBr2，有两种不同化学环境的H。
(3)若谱图中给出了3个吸收峰(信号)，则说明C2H6O的结构是CH3CH2OH。
若谱图中给出了1个吸收峰(信号)，则说明C2H6O的结构是CH3OCH3。
【答案】(1)AD(2) BrCH2CH2Br 2(3)若谱图中给出了3个吸收峰(信号)，则说明C2H6O的结构是CH3CH2OH；若谱图中给出了1个吸收峰(信号)，则说明C2H6O的结构是CH3OCH3【解析】鉴定有机物分子结构可用红外光谱法或核磁共振氢谱法。
(1)中有C—H键、CO键、C—O键、O—H键4个振动吸收；有两类氢原子，应有2个峰。
同理(2)中有C—H 键、CO键、C—O键3个振动吸收，有2个峰。
【答案】红外光谱法核磁共振氢谱法(1)42(2)3 220．有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取。
纯净的A为无色黏稠液体，易溶于水。
为研究A的组成与结构，进行了如下实验：(5)综上所述，(1)M r(A)＝D(H2r2(2)由m(H2O)＝5.4g m(CO2)＝13.2g知A中m(H)＝0.6g m(C)＝3.6g，故A中还应有O，m(O)＝9.0g－0.6g－3.6g＝4.8g则A中n(C)∶n(H)∶n(O)＝3.6g12g/mol∶0.6g1g/mol∶4.8g16g/mol＝0.3∶0.6∶0.3＝1∶2∶1故A的实验式应为CH2O又因A的相对分子质量为90故A的分子式为C3H6O3。
(3)A能与NaHCO3反应放出0.1mol CO2，与Na反应放出0.1mol H2，故0.1mol A中有0.1mol—COOH和0.1mol—OH。
(4)由核磁共振氢谱可知，A有4种氢原子。
(5)A的结构简式应为CH3CHOHCOOH。
【答案】(1)90(2)C3H6O321．下图是一种分子式为C4H8O的有机物的红外光谱谱图，则该有机物的结构简式为：________。
【解析】抓住谱图中信息：不对称CH3，C—O，C—O—C就可以写出其结构。
【答案】。