1-2科学家怎样研究有机物[教案]

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1、专题1认识有机化合物第二单元科学家怎样研究有机物教学目的要求：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P核磁共振波谱图分析简单的同分异构体，知道核磁共振波谱法、红外光谱法、质谱法和紫外光谱法等用來研究有机化合物的结构的方法。4、了解手性化合物、能区分岀手性分子。5、认识反应机理在有机化学反应研究屮的重要性，能用同位素示踪法解释简单的化学反应。教学重点：有机化合物最简式的确定方法。用力核磁共振波谱图分析简单的同分异构体。教学过程有机化

2、合物都含有碳元素，绝大多数含有氢元素，很多有机化合物还含有氧元素、氮元素、卤族元素、硫元素、磷元素等。如何确定有机物的组成结构呢？这是我们这节课所要学习的内容。一、有机化合物组成的付歸定性确定有机物化学式的一屬甜埶A结构式确定组成的元素分子式思考：如何确定有机化合物的元素组成？(一)有机物组成元素的判断在日常生活屮，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？1、有机物通常含有碳元素和氢元素。测定有机化合物中碳、氢元素质量分数的方法最早是由李比希于1831年提出。其基本原理是利用氧化铜在高温

3、下氧化有机物，生成水和二氧化碳，然后分别采用高氯酸镁和烧碱石棉剂吸收水和二氧化碳，根据前后质量的变化获得反应生成的水和二氧化碳的质量。确定有机化合物中氢和碳的质量分数。，有机物完全燃烧后，各元素对应的产物为C-C02，H->H2O,Cl-HC1某有机物完全燃烧后，若产物只有CO?和H?O，其组成元素肯定有C、H可能有O.欲判断该有机物中是否含氧元素：设有机物燃烧后C02中碳元素的质量为m(C),出0中氢元素质量为加(H)。若祕有机物)>/7/(C)+/n(H)-有机物中含有氧元素加(有机物)=/n(C)+w(H)-有机物中不

4、含氧元素2、确定有机物屮是否含有氮、氯、浪、硫等元素的方法：钠融法。氮、氯、浪、硫等元素分别以氧化钠、氯化钠、漠化钠、硫化钠等的形式存在，再用无机定性分析法测定。3、确定卤素存在的方法：铜丝燃烧法。火焰为绿色。介绍：元素分析仪的工作原理。(二)有机物相对分子质量的确定1.标态密度法：根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相对分子质量：M=22.4XP2.相对密度法：求算该气体的相对分子质量：Ma=DXMb%根据气体A相对于气体B的相对密度，3.混合物的平均相对分子质量：M（三）有机物分子式的确定1.直接法（物质的量法）直接求

5、算出lmol有机物中各元素原子的物质的量，即可确定分子式。例1：已知某坯（）.5mol完全燃烧时生成水36g,二氧化碳66g,求该姪的分子式。2.最简式法：最简式又称实验式，指有机物中所含元素原子个数的最简整数比。与分子式在数值上相差n倍根据有机物中各元素的质量分数（或元素的质量比），求出该有机物的最简式，再根据其相对分子质量求n的值，即可确定分子式。标况密度（或相对密度JA相对分子质量分子式►有机物中各元素原子的质量分数或质量比A最简式—疇需=,例2、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

6、对密度为15o求该化合物的分子式。二、有机化合物结构的研究在有机化合物分子中，原子主耍通过共价键结合在一起。分子中的原子之间可能存在多种结合方式或连接顺序，这些不同导致了物质在性质上的差异，有时结构上的细微变化会导致性质上的巨大差别，甚至截然不同。1、介绍：徳国化学家李比希（1803〜1873）对“基团”概念的贡献1832年和维勒合作提出“基团论S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年李比希还提岀了“基”的定义基与“根”的区别基团应是中性基团，不带电荷，必有某原子含有未成对电子，不可以独立存在

7、。“根”带有电荷的原子团，可以在溶液中独立存在。练习：一OH,OH的电子式。有机物中的“基”包括两类，一类是烧基，另一类是官能团。烧分子失去一个或儿个氢原子所剩余的部分叫做绘基（如甲基、亚甲基），一般用一R表示，官能团决定着有机化合物的主要化学性质，是有机化学重要的分类依据。2、氢核磁共振谱法OH-NMR）的（1）作用：测定有机物分子中等效氢原子的类型和数目。（2）原理：蛍原子核具有磁性，如用电磁波照射盘原子核，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

8、频率不同，在核磁共振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儿种不同类型的氢原子及它们的数目。盘核磁共振反映的是等效蛍原子的种类，等效蛍原子的种类反映的是分子的对称性，反过來也一样。例3、分子式为C3H6O2的有机物，若在!H-