01科学家怎样研究有机物[USE] (2)

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1、第二单元科学家怎样研究有机物从天然的动植物中提取、分离出一些纯净物研究有机化合物的组成、结构、性质和应用根据需要对有机化合物分子进行设计和合成人类对有机物的研究经历了三个发展过程有机化合物组成的研究一、确定有机物的组成元素——定性研究1.燃烧法2.氧化铜氧化法（——德国化学家李比希）CxHyOz+CuO→CO2+H2O△(氧气氧化法)测CO2和H2O质量水用浓硫酸(高氯酸镁)吸收CO2用碱石灰或碱液或碱石棉吸收m(有机物)＞m(C)+m(H)→有机物中含有氧元素肯定有碳、氢，可能含有氧元素：m(有机物)=m(C)+m(H)→有机物中不含氧元素需测定有机物及氧化产

2、物的质量【思考】①若产物只有CO2和H2O，则可得出什么结论？②如何判断该有机物中是否含氧元素?思考1.某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的H2O和CO2，则该有机物必须满足的条件是A.分子中的C、H、O的个数比为1:2:3B.分子中C、H个数比为1:2C.该有机物的相对分子质量为14D.该分子中肯定不含氧元素思考2.某化合物6.4g在氧气中完全燃烧，生成8.8gCO2和7.2gH2O。下列说法正确的是A.该化合物仅含碳、氢两种元素B.该化合物中碳、氢原子个数比为1:4C.无法确定该化合物是否含有氧元素D.该化合物中一定含有氧元素BBZ.x.x.K

3、2.钠融法(确定N、Cl、Br、S等元素)与金属钠熔融转化为氰化钠、氯化钠、溴化钠、硫化钠，再用无机定性分析法。(P7)3.铜丝燃烧法确定卤素，若有卤素，火焰为绿色(P7)4.元素分析仪在不断通入氧气流的条件下，把样品加热到950~1200℃，使之充分燃烧，再对燃烧产物进行自动分析(P7)例、2.2g某有机物完全燃烧后生成0.1molCO2和1.8gH2O，试求该化合物的分子式。测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.52燃烧法相对分子质量分子式最简式二、确定有机物的分子式——定量研究1、密度法（ρ或D）相对分子质量的测定2、质谱法（MS）质谱仪原理：用高能电子

4、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，由于它们的相对质量不同而使其到达检测器的时间也先后不同，其结果被记录为质谱图。乙醇的质谱图29CH3CH2+CH2=OH+CH3CH=OH+CH3CH2OH+100%060%20%503020质荷比最大（最右边的峰）的数据表示未知物A的相对分子质量。质谱法2、如何读谱以确定有机物的相对分子质量？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，因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量【思考与交流】1、质荷比是什么？例1：下图是有机物A的质谱图，则其相对分子质量为（

5、）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。某有机物样品的质荷比如下图所示则该有机物可能是A甲醇B甲烷C丙烷D乙烯二、有机化合物结构的研究德国化学家李比希（1803～1873）1832年和维勒合作提出“基团论”：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年李比希还提出了“基”的定义思考.写出下列电子式：-OH

6、、OH-根与基的区别定义电性稳定性根基由分子失去一个(或几个)H原子后剩余部分带电不带电能稳定存在不能稳定存在，必须与其它“基”结合带电的原子或原子团1、红外光谱（IR）原理：在有机物分子中，组成化学键或基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位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或基团的信息。——初步判断该有机物中具有哪些基团（1）基团理论：烃基官能团如：–CH3；–OH–X–CHO-COOH（2）举例：C—O—

7、CC=O不对称CH3C3H6O22、核磁共振氢谱（1H-NMR）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。丙酮CH3COCH3甲醇CH3OH乙醇、甲醚的分子式均为C2H6O（2）不同吸收峰的面积之比（强度之比）＝用途：不同氢原子的个数之比推测有机物里有多少种不同化学环境的氢原子，不同氢原子的数目之比

8、是多少（1）吸收峰数目＝