有机化合物的结构测定.ppt
《有机化合物的结构测定.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《有机化合物的结构测定.ppt(59页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 第三章第三章 第第2节节 有机化合物结构的测定有机化合物结构的测定情景激疑:这是从自然界提取的一种新的有机物,要想知道他是谁,你应该做哪些工作呢?测定有机化合物结构流程图测定有机化合物结构流程图元素组成元素组成分子式分子式分子结构分子结构 有机化合物有机化合物 官能团及官能团及 碳骨架结构碳骨架结构 相对分子质量相对分子质量定性定量分析测定相对分子质量化学分析光谱分析碳、氢质量碳、氢质量分数的测定分数的测定在氧气在氧气中燃烧中燃烧氮元素氮元素质量分数测定质量分数测定卤素卤素质量分数测定质量分数测定在在CO2中反应中反应测卤化银测卤化银的质量的质量与与NaOH反应反应稀硝酸酸化,稀硝酸酸化,加
2、加AgNO31确定元素组成确定元素组成测测N2体积体积 测测CO2和和H2O的质量的质量测测CO2和和H2O的质量的质量 测测CO2和和H2O的质量的质量2、确定相对分子质量、确定相对分子质量(1)M=m总总/n总总(2)根据有机蒸气的相对密度)根据有机蒸气的相对密度D,M1=DM2(3)若标况下有机物蒸气的密度为)若标况下有机物蒸气的密度为g/L,则则M=22.4L/mol g/L(4 4)质谱法)质谱法(MS)(MS):根据质谱图,可看出有机根据质谱图,可看出有机化合物分子失去一个电子成为带正电荷的离化合物分子失去一个电子成为带正电荷的离子的质量大小,其中子的质量大小,其中最大的离子质量最
3、大的离子质量就是有就是有机化合物的相对分子质量。机化合物的相对分子质量。相对分子质量的测定:质谱法(相对分子质量的测定:质谱法(MS)质谱仪质谱仪100%060%20%50302029原理:原理:用高能电子流轰击样品,使分子失去电子变成带用高能电子流轰击样品,使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。在磁场的作用下,由于正电荷的分子离子和碎片离子。在磁场的作用下,由于它们的质量不同而使其到达检测器的时间不同,其结果它们的质量不同而使其到达检测器的时间不同,其结果被记录为质谱图被记录为质谱图(反映不同质量的离子的质荷比反映不同质量的离子的质荷比)。乙醇的质谱图乙醇的质谱图CH3CH2+CH
4、2=OH+CH3CH=OH+CH3CH2OH+例:例:20022002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明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了对有机物分子进行结构分析的质谱法结构分析的质谱法。某有机物样品。某有机物样品的质谱图如下的质谱图如下,则该有机物可能则该有机物可能()A、甲醇、甲醇 B、甲烷、甲烷 C、丙烷、丙烷 D、乙烯、乙烯B3、确定有机化合物分子式、确定有机化合物分子式1)先确定最简式,再结合相对分子质量求分)先确定最简式,再结合相对分子质量求分子式子式3)对只知道)对只知道相对分子质量范围相对分子质量范围的有机物,的有机物,要通过要通过估算估算求相对分子质量
5、,再求分子求相对分子质量,再求分子式式2)根据分子通式和相对分子质量求分子)根据分子通式和相对分子质量求分子式式 医用胶医用胶 外科手术外科手术常用的一种化学合成材料常用的一种化学合成材料 案例探究代替传统的手术缝合线,代替传统的手术缝合线,特点:黏合伤口速度快、免敷料包扎、特点:黏合伤口速度快、免敷料包扎、抑菌性能强、伤口愈合后抑菌性能强、伤口愈合后无明显疤痕等优点无明显疤痕等优点 正在缝合正在缝合1 1、确定最简式、确定最简式 燃烧燃烧30.6g医用胶的单体样品,实验测得:生成医用胶的单体样品,实验测得:生成 70.4gCO2、19.8gH2O、2.24LN2(换算成标准状况)(换算成标准
6、状况)请通过计算确定其实验式请通过计算确定其实验式.n(CO2)=70.4g44gmol-1=1.6moLn(C)=1.6moLn(N2)=2.24L22.4Lmol-1=0.1moLn(N)=0.2moLn(O)=(30.6-1.6X12-1.1X2-0.1X2X4)g16gmoL-1=0.4moL实验式(最简式):实验式(最简式):C8H11O2Nn(H)=2.2moL19.8gn(H2O)=18gmol-1=1.1moL18gmol-1=1.1moL 由质谱分析法测定出该样品的相对分子质量为由质谱分析法测定出该样品的相对分子质量为153.0,确定请分子式:,确定请分子式:设该化合物的分子
7、式为设该化合物的分子式为(C8H11O2N)n则则n=153/M(C8H11O2N)=1该化合物的分子式为该化合物的分子式为C8H11O2N2 2、确定分子式、确定分子式 解解答答:由由于于该该物物质质为为烃烃,则则它它只只含含碳碳、氢氢两两种种元元素素,则则碳碳元元素素的的质质量量分分数数为为(10017.2)%82.8%。则则该烃中各元素原子数(该烃中各元素原子数(N)之比为:)之比为:C2H5是该烃的最简式,不是该烃的分子式是该烃的最简式,不是该烃的分子式 设设该烃有该烃有n n个个C C2 2H H5 5,则,则 因此,烃的分子式为因此,烃的分子式为 C4H10。例例1 1、某、某烃烃
8、含氢元素的质量分数为含氢元素的质量分数为17.2%17.2%,求此烃的,求此烃的最最简式(实验式)。简式(实验式)。又测得该烃的相对分子质量是又测得该烃的相对分子质量是5858,求该烃的分子式。求该烃的分子式。例例3 3、4.6g4.6g某饱和一元醇某饱和一元醇C C与足量金属钠反应,与足量金属钠反应,得到得到1.12L1.12L(标准状况)的氢气。求该饱和一(标准状况)的氢气。求该饱和一元醇的分子式。元醇的分子式。C C2 2H H6 6O O 例例4 4、吗啡分子含、吗啡分子含C:71.58%C:71.58%、H:6.67%H:6.67%、N:4.91%,N:4.91%,其余为氧,其分子量
9、不超过其余为氧,其分子量不超过300300。试确定其分子式。试确定其分子式。解:由已知条件可知含氧为解:由已知条件可知含氧为16.84%,观察,观察可知含可知含N量最少。量最少。设含设含n个个N原子,则吗啡的分子量为原子,则吗啡的分子量为 14n/4.91%=285n300,即吗啡含有,即吗啡含有1个个N,相对分子质量为相对分子质量为285。则吗啡分子中则吗啡分子中 N(C)=17,N(H)=19 N(O)=3 吗啡的分子式为吗啡的分子式为C17H19NO3谢 谢!3、确定有机化合物分子式、确定有机化合物分子式2)先根据各元素的质量分数或求得的质量确)先根据各元素的质量分数或求得的质量确定实验
10、式,再根据相对分子质量求分子式定实验式,再根据相对分子质量求分子式3)对只知道)对只知道相对分子质量范围相对分子质量范围的有机物,的有机物,要通过要通过估算估算求相对分子质量,再求分子求相对分子质量,再求分子式式1)直接根据相对分子质量和元素的质量)直接根据相对分子质量和元素的质量分数或分子通式求分子式分数或分子通式求分子式例例1 1、某、某烃烃含氢元素的质量分数为含氢元素的质量分数为17.2%17.2%,求此烃的,求此烃的最简式(实验式)最简式(实验式)。又测得该烃的相对分子质量是又测得该烃的相对分子质量是5858,求该,求该烃的分子式。烃的分子式。解解答答:由由于于该该物物质质为为烃烃,则
11、则它它只只含含碳碳、氢氢两两种种元元素素,则则碳碳元元素素的的质质量量分分数数为为(10017.2)%82.8%。则则该该烃烃中中各各元元素素原原子数(子数(N)之比为:)之比为:C2H5是该烃的实验式,不是该烃的分子式是该烃的实验式,不是该烃的分子式 设该烃有设该烃有n n个个C C2 2H H5 5,则,则因此,烃的分子式为因此,烃的分子式为 C4H10。例例2.2.燃烧某有机物燃烧某有机物A 1.50gA 1.50g,生成,生成1.12L1.12L(标准状况)二氧化碳和(标准状况)二氧化碳和0.05mol0.05mol水水 。该有机物的蒸气对空气的相对密。该有机物的蒸气对空气的相对密度是
12、度是1.041.04,求该有机物的分子式。,求该有机物的分子式。解题思路:解题思路:1.1.求最简式求最简式2.2.根据相对分子质量确定分子式根据相对分子质量确定分子式 该物质的相对分子质量:该物质的相对分子质量:1.04x29=30 所以该物质的分子式为所以该物质的分子式为 CH2O例例3、4.6g某饱和一元醇某饱和一元醇C与足量金属钠反应,与足量金属钠反应,得到得到1.12L(标准状况)的氢气。求该饱和一(标准状况)的氢气。求该饱和一元醇的分子式。元醇的分子式。C C2 2H H6 6O O例例4 4、吗啡分子含、吗啡分子含C:71.58%C:71.58%、H:6.67%H:6.67%、N
13、:4.91%,N:4.91%,其余为氧,其分子量不超过其余为氧,其分子量不超过300300。试。试确定其分子式。确定其分子式。解:由已知条件可知含氧为解:由已知条件可知含氧为16.84%,观察可知,观察可知含含N量最少,据原子量可知,含量最少,据原子量可知,含N原子的个数最原子的个数最少,可设含少,可设含n个个N原子,则吗啡的分子量为原子,则吗啡的分子量为14n/4.91%=285n300,即吗啡含有,即吗啡含有1个个N,分,分子量为子量为285。则吗啡分子中:。则吗啡分子中:N(C)=17 N(H)=19 N(O)=3 吗啡的分子式为吗啡的分子式为C17H19NO3测定有机化合物结构流程图测
14、定有机化合物结构流程图元素组成元素组成分子式分子式分子结构分子结构 有机化合物有机化合物 官能团及官能团及 碳骨架结构碳骨架结构 相对分子质量相对分子质量定性定量分析测定相对分子质量化学分析光谱分析一、有机物分子式的确定一、有机物分子式的确定v碳、氢元素质量分数的测定:碳、氢元素质量分数的测定:燃烧分析法燃烧分析法v一般来说,有机物完全燃烧后,各元素对应的产一般来说,有机物完全燃烧后,各元素对应的产物为物为CCO2,HH2O,Cl HCl。某有机物完。某有机物完全燃烧后,若产物只有全燃烧后,若产物只有CO2和和H2O,其组成元素,其组成元素肯定有肯定有C、H,可能有,可能有O。v欲判断该有机物
15、中是否含氧元素:欲判断该有机物中是否含氧元素:设有机物燃烧后设有机物燃烧后CO2中碳元素的质量为中碳元素的质量为m(C),H2O中氢元素质量中氢元素质量为为m(H)。若:。若:m(有机物有机物)m(C)m(H)有机物中含有氧元素有机物中含有氧元素 m(有机物有机物)m(C)m(H)有机物中不含氧元素有机物中不含氧元素1、确定元素组成、确定元素组成李比希法李比希法v氮元素氮元素质量分数的测定:质量分数的测定:将样品通入将样品通入CO2CO2气流中气流中,在氧化铜催化燃烧生成氮在氧化铜催化燃烧生成氮气,经氢氧化钾浓溶液吸收二氧化碳后,测得剩气,经氢氧化钾浓溶液吸收二氧化碳后,测得剩余气体的体积,计
16、算氮元素的质量分数。余气体的体积,计算氮元素的质量分数。v卤素质量分数的测定:卤素质量分数的测定:将含有卤素的有机化合物样品与将含有卤素的有机化合物样品与NaOHNaOH溶液混合反溶液混合反应后,使卤素原子转变为卤素离子,用稀硝酸酸应后,使卤素原子转变为卤素离子,用稀硝酸酸化,再加入化,再加入AgNOAgNO3 3溶液,产生卤化银沉淀,根据溶液,产生卤化银沉淀,根据沉淀质量,计算样品中卤素的质量分数沉淀质量,计算样品中卤素的质量分数2、确定有机物相对分子质量、确定有机物相对分子质量(常用方法常用方法)(1)M=m总总/n总总(2)根据有机蒸气的相对密度)根据有机蒸气的相对密度D,M1=DM2(
17、3)若标况下有机物蒸气的密度为)若标况下有机物蒸气的密度为g/L,则,则M=22.4L/mol g/L(4 4)质谱法)质谱法(MS)(MS):根据有机化合物的质谱图,根据有机化合物的质谱图,可看出有机化合物分子失去一个电子成为带可看出有机化合物分子失去一个电子成为带正电荷的离子的质量大小,其中正电荷的离子的质量大小,其中最大的离子最大的离子质量质量就是有机化合物的相对分子质量。就是有机化合物的相对分子质量。相对分子质量的测定:质谱法(相对分子质量的测定:质谱法(MS)质谱仪质谱仪100%060%20%50302029原理:原理:用高能电子流轰击样品,使分子失去电子变成带用高能电子流轰击样品,
18、使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子,在磁场的作用下,由于正电荷的分子离子和碎片离子,在磁场的作用下,由于它们的质量不同而使其到达检测器的时间不同,其结果它们的质量不同而使其到达检测器的时间不同,其结果被记录为质谱图被记录为质谱图(反映不同质量的离子的质荷比反映不同质量的离子的质荷比)。乙醇的质谱图乙醇的质谱图CH3CH2+CH2=OH+CH3CH=OH+CH3CH2OH+由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大,由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大,达到检测器需要的时间越长,因此谱图中的达到检测器需要的时间越长,因此谱图中的质质荷比最大的数据就是未知物的相对分子质量。荷比最大的数据
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 有机化合物 结构 测定
限制150内