有机化合物结构的测定

即分子式为 C4H10。 方 法 Ⅱ ： 先 求 有 机 化 合 物 的 最 简 式 n(C)∶n(H) ＝ 82.7% 17.3% ∶ ＝2∶5， 最简式 C2H5， 其摩尔质量为 M＝22.4 ρ 12 1 ＝22.4 L· mol－1×2.59 g· L－1＝58 g· mol－1 再求分子式，因最简式摩尔质量为 29 g· mol－1，则分子式 为 C4H10。
答案：B
1.有机化合物中碳、氢元素的测定方法是 燃烧法，卤素是沉淀法。 2． 利用质谱法测定有机化合物的相对分子 质量。 3． 利用紫外光谱法、 红外光谱法及核磁共 振谱， 可确定有机化合物的官能团和碳 骨架。 4． 常见官能团的不饱和度一个碳碳双键或 碳氧双键、一个脂环，Ω＝1；一个碳 碳叁键或碳氮叁键，其 Ω＝2；一个苯 环，Ω＝4。
醛基 新制氢氧化铜悬浊液 羧基 NaHCO3 溶液
[必记结论] 1．由分子式确定有机物结构式的一般步骤 其结构式的确定过程可表示如下： 有机化合物 的分子式 写出 ――→ 符合分子式的各 种同分异构体 根据性质 ―――→ 确定
同分异构体中 选择合适实验方案 定性、定 确定 有机化合 ―――――――→ ――→ 官能团的种类 量实验 物结构式
各元素的质量分数 _________________，必要时还要测量其 相对分子质量 。
碳、氢元素质 在氧气流中 测CO2 和 ―――――→ H O 量分数的测定 2 的质量 燃烧 氮元素质量 在二氧化碳气流中燃烧 测量 N2 ―――――――――――→ 分数的测定 的体积 CuO 卤素质量 分数的测定
第2节
有机化合物结构的测定
有机化合物结构测定的流程和分子式的确定
[新知探究] 探究 1 有机化合物结构的测定流程 测定有机化合物结构的核心步骤是 确定分子式 ，检测 分子中所含有的官能团及其在碳骨架上的位置。
探究 2
确定有机化合物的元素组成 o
要确定有机化合物的分子式，首先要知道该物质的组成元素，
试剂 钠 FeCl3 溶液 溴水 银氨溶液
判断依据
有氢气放出 ___________ 显紫色 ______ 有白色沉淀生成 ________________ 有银镜生成 ___________ 有砖红色沉淀生成 _________________ 有二氧化碳气体放出 __________________
2．由分子式确定结构式的方法 (1)化学法确定有机化合物的官能团 官能团决定有机化合物的特殊化学性质，通过一些特殊的 化学反应和反应的实验现象，我们可以确定有机化合物中含有 何种官能团。 (2)仪器法测定有机化合物的碳骨架和官能团 ①核磁共振谱(NMR)。 核磁共振谱分为氢谱(1H 核磁共振谱) 和碳谱两类，其中比较常用的是氢谱。氢谱能够测定有机化合 物分子中氢原子在碳骨架上的位置和数目，进而推断出有机化 合物的碳骨架结构。
(4)燃烧通式法： 利用通式和相对分子质量求分子式。 y y CxHy＋(x＋ )O2―→xCO2＋ H2O 4 2 y z y CxHyOz＋(x＋ － )O2―→xCO2＋ H2O 4 2 2 由于 x、y、z 相对独立，借助通式进行计算，解出 x、y、z， 最后求出分子式。
(5)利用各类有机物的分子式通式和相对分子质量确定：
[解析]
(1)(实验式法)该化合物中
w(O)＝1.000－0.682－0.136＝0.182， 0.682 0.136 0.182 N(C)∶N(H)∶N(O)＝ ∶ ∶ ≈ 12 1 16
5∶12∶1， 设该化合物的分子式为(C5H12O)n，则 (12×5＋1×12＋16)×n＝88.0，解得 n＝1 该有机物的分子式为 C5H12O。 (2)由于该有机物分子中有 4 个甲基，除去这 4 个甲基外， 还有 C5H12O—4CH3＝CO， 所以，C 和 O 应被 4 个甲基包围在中间。
15
20%
3
CH3CH2OH+ 46
20 30 50
0
m/e
[答案]
C
考查有机化合物结构式的确定
确定有机化合物结构式的流程
[例 2]
某含氧有机化合物可以作为无铅汽油的抗爆震剂，
其相对分子质量为 88.0，含 C 的质量分数为 0.682，含 H 的质量 分数为 0.136，其余为 O。 (1)试确定该化合物的分子式。 (2)经红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有 4 个甲基， 请 写出其结构简式。
[答案]
(1)C5H12O
(2)
某化合物分子由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱只有 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．CH3CH2OCH3 C．CH3CH2OH B．CH3CH(OH)CH3 D．CH3COOH ( )
解析： A 中不存在 O—H 键；C 中相对分子质量不是 60；D 中存在 C===O 键。
测量 AgX 的质量
氧元素质量 其他元素质量分数的 ―→ 100% 的差值 分数的测定 和与______
[必记结论] 1．确定有机化合物分子式的一般途径
2．确定有机化合物分子式的方法 (1)实验式法： 由各元素的质量分数→求各元素的原子个数之比 ( 实验 式)→相对分子质量→求分子式。 (2)物质的量关系法： 由密度或其他条件→求摩尔质量→求 1 mol 分子中所含各 元素原子的物质的量→求分子式。 (3)化学方程式法： 利用化学方程式求分子式。
探究 2
确定有机化合物的官能团
(1)实验确定法： 官能团种类 碳碳双键或 碳碳叁键 试剂 溴的四氯化碳溶液 酸性 KMnO4 溶液 判断依据
橙红色退去 ___________ 紫色退去 ________
卤素原子
AgNO3 和浓硝酸 ________________
的混合液
有沉淀生成
官能团种类 醇羟基 酚羟基
②红外光谱 (IR)。每种官能团在红外光谱中都有一个特定 的吸收区域，因此从一未知物的红外光谱就可以准确判断该有 机化合物中含有哪些官能团。 红外光谱不仅可以用于定性鉴定， 还可以定量算出样品的浓度。 ③紫外光谱(UV)。 紫外光谱可以确定分子中有无共轭双键。
考查有机化合物分子式的确定
[例 1]
相对分子质量的测定——质谱法 质荷比最大的 数据表示未知物A 的相对分子质量。
相对丰度
100%
+ CH =OH 2 乙醇的质谱图 乙醇 31
相对丰度(RA)——以图中最强的离子峰(基峰)高为100％， 其它峰的峰高则用相对于基峰的百分数表示。 29 60% + 45 CH3CH2 27 + CH CH=OH
1 __ 1 __ 1 __
2 __
__ 4
2 __
(2)有机化合物分子不饱和度的计算公式： nH n(C)＋1－ Ω＝_______________ 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，若有机化合物分子中含有卤素原子，可将其视为氢原子； 若含有氧、硫原子，可不予考虑；若含有氮、磷原子，就在氢 原子总数中减去氮、磷原子数。
某气体含碳 82.7%，含氢 17.3%，在标准状况下
－
它的密度是 2.59 g· L 1，则该气体的分子式是 A．C3H6 C．C4H10 B．C6H6 D．C2H6
－
(
)
[解析]
方法Ⅰ：M＝22.4ρ＝22.4 L· mol 1×2.59 g· L
－1
＝58 g· mol－1， 58×82.7% 含 C 原子数为 ＝4， 12 58×17.3% 含 H 原子数为 ＝10， 1
(6)商余法(只适用于烃)： Mr Mr ＝n …＋2(烷烃)， ＝n (烯烃、环烷烃)， 14 14 Mr Mr ＝n …－2(炔烃、 二烯烃)， ＝n …－6(苯或苯的同系物)。 14 14
有机化合物结构式的确定
[新知探究] 探究 1 有机化合物分子不饱和度的计算
(1)几种常见官能团的不饱和度： 化学键 一个碳碳双键 一个羰基 一个脂环 不饱和度 化学键 一个碳碳叁键 一个苯环 一个氰基 不饱和度