高二化学课件：分子结构的鉴定(选修5)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1．掌握鉴定有机化合物的物理方法(如红外光谱、核磁 共振谱等)。
2．感受现代物理学及计算机技术对有机化学发展的推 动作用，体验严谨、求实的有机化合物研究过程。
1．分子式为C2H6O的有机物的结构应有________种， 分别为________，________。
2．鉴定有机物结构的方法有________方法和________ 方法。________方法以________的特征反应为基础，鉴定出 ________，还要鉴别它的衍生物以进一步确认该未知物。当 化合物结构比较复杂时，往往要耗费大量的时间。物理方法 具有________、________、________、________等特点。与 鉴 定 有 机 物 结 构 有 关 的 物 理 方 法 有 ________ 、 ________ 、 ________、________等。
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________。
5．(1)重结晶 蒸馏 萃取 分离 提纯 (2)实验 其实验式 (3)质谱法 分子式 (4)红外光谱 核磁共振 官能团 氢原子 结构式
1．从红外光谱图和核磁共振氢谱图上可以获得什么信 息？
提示：从红外光谱图上可以获得分子中含有何种化学键 或官能团的信息；从核磁共振氢谱图上可以推知该有机物有 几种不同类型的氢原子及它们的数目。
【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。
5．研究有机物的一般步骤 (1) 用 ________ 、 ________ 、 ________ 等 方 法 对 有 机 物 进行________、________； (2)对纯净的有机物进行________，确定________ (3)用________测定相对分子质量，确定________ (4) 用 ________ 、 ________ 确 定 有 机 物 中 的 ________ 和 各类________的数目，确定________。
2．根据有机化合物分子式能否确定有机化合物的结构？ 提示：一般不能，因为有机化合物分子有同分异构现象。 要确定其结构可利用现代仪器进行光谱，核磁共振谱质谱等 分析，可获得重要的数据来确定分子结构。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1．红外光谱的应用原理
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，其振动频率与红外光的振动频率相当。所以， 当用红外线照射有机物时，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 学键或官能团的信息。
【答案】
2．化学 物理 化学 官能团 官能团 微量 快速 准确 信息量大 质谱 红外光谱 紫外光谱 核磁共振
3．化学键 官能团 振动频率 红外光 化学键 官 能团 吸收 吸收 红外光谱图 化学键 官能团
4．磁性 电磁波 吸收 跃迁 核磁共振仪 吸收电 磁波 出现的位置 吸收峰 氢原子数 不同类型 数目
分子式为C3H6O2的有机物，如果在PMR谱上观察到的 氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度比为 1∶1，请写出其对应化合物的结构简式________，第二种情 况峰的强度比为3∶2∶1，请写出该化合物的可能的结构简 式__________________。
【解析】 第一种情况峰强度比为11，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
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。
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。
【答案】 未知物A的结构简式为CH3CH2OH。
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，则该化合物
的结构简式为( )
【解析】 三个峰说明有三类氢，且个数比为1∶1∶6， 只有B项符合。D项结构不明，是分子式而不是结构简式。
【答案】 B
质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的有力手段之 一，在所研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在 PMR谱中都给出了相应的峰(信号)，谱中峰的强度与结构中 的氢原子数成正比。例如，乙醛的结构式为CH3CHO，其 PMR谱中有两个信号，其强度之比为3∶1。
2．感受现代物理学及计算机技术对有机化学发展的推 动作用，体验严谨、求实的有机化合物研究过程。
1．分子式为C2H6O的有机物的结构应有________种， 分别为________，________。
2．鉴定有机物结构的方法有________方法和________ 方法。________方法以________的特征反应为基础，鉴定出 ________，还要鉴别它的衍生物以进一步确认该未知物。当 化合物结构比较复杂时，往往要耗费大量的时间。物理方法 具有________、________、________、________等特点。与 鉴 定 有 机 物 结 构 有 关 的 物 理 方 法 有 ________ 、 ________ 、 ________、________等。
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________。
5．(1)重结晶 蒸馏 萃取 分离 提纯 (2)实验 其实验式 (3)质谱法 分子式 (4)红外光谱 核磁共振 官能团 氢原子 结构式
1．从红外光谱图和核磁共振氢谱图上可以获得什么信 息？
提示：从红外光谱图上可以获得分子中含有何种化学键 或官能团的信息；从核磁共振氢谱图上可以推知该有机物有 几种不同类型的氢原子及它们的数目。
【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。
5．研究有机物的一般步骤 (1) 用 ________ 、 ________ 、 ________ 等 方 法 对 有 机 物 进行________、________； (2)对纯净的有机物进行________，确定________ (3)用________测定相对分子质量，确定________ (4) 用 ________ 、 ________ 确 定 有 机 物 中 的 ________ 和 各类________的数目，确定________。
2．根据有机化合物分子式能否确定有机化合物的结构？ 提示：一般不能，因为有机化合物分子有同分异构现象。 要确定其结构可利用现代仪器进行光谱，核磁共振谱质谱等 分析，可获得重要的数据来确定分子结构。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1．红外光谱的应用原理
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，其振动频率与红外光的振动频率相当。所以， 当用红外线照射有机物时，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 学键或官能团的信息。
【答案】
2．化学 物理 化学 官能团 官能团 微量 快速 准确 信息量大 质谱 红外光谱 紫外光谱 核磁共振
3．化学键 官能团 振动频率 红外光 化学键 官 能团 吸收 吸收 红外光谱图 化学键 官能团
4．磁性 电磁波 吸收 跃迁 核磁共振仪 吸收电 磁波 出现的位置 吸收峰 氢原子数 不同类型 数目
分子式为C3H6O2的有机物，如果在PMR谱上观察到的 氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度比为 1∶1，请写出其对应化合物的结构简式________，第二种情 况峰的强度比为3∶2∶1，请写出该化合物的可能的结构简 式__________________。
【解析】 第一种情况峰强度比为11，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
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。
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。
【答案】 未知物A的结构简式为CH3CH2OH。
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，则该化合物
的结构简式为( )
【解析】 三个峰说明有三类氢，且个数比为1∶1∶6， 只有B项符合。D项结构不明，是分子式而不是结构简式。
【答案】 B
质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的有力手段之 一，在所研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在 PMR谱中都给出了相应的峰(信号)，谱中峰的强度与结构中 的氢原子数成正比。例如，乙醛的结构式为CH3CHO，其 PMR谱中有两个信号，其强度之比为3∶1。