有机物的研究方法
研究有机物的一般方法
研究有机物的一般方法有机物研究是化学领域中重要的研究方向之一。
有机物是由碳原子构成的化合物，其具有多样的结构和性质，广泛存在于自然界和人工合成物中。
研究有机物的一般方法主要包括化学分析、有机合成和物理性质研究等方面。
首先，化学分析是研究有机物的重要方法之一。
通过化学分析可以确定有机物的组成、结构和性质。
常用的化学分析方法包括质谱分析、核磁共振分析、红外光谱分析和紫外可见光谱分析等。
质谱分析可以确定有机物的分子量、元素组成和结构等信息；核磁共振分析可以确定有机物的结构和碳氢化合物的键合关系；红外光谱分析可以确定有机物中的官能团和官能团的位置等；紫外可见光谱分析可以确定有机物的电子结构等。
其次，有机合成是研究有机物的另一个重要方法。
有机合成是指通过化学反应将简单有机化合物转化为复杂有机分子的过程。
有机合成可以通过多种反应类型来实现，包括加成反应、消除反应、取代反应、重排反应和缩合反应等。
加成反应是指两个或多个分子反应生成一个更加复杂的分子；消除反应是指一个分子裂解成两个或多个较简单的分子；取代反应是指一个或多个原子、官能团或基团被其他原子、官能团或基团替代；重排反应是指有机物内部原子的排列顺序改变；缩合反应是指两个或多个分子通过共享共价键合成一个新的分子。
另外，物理性质研究也是研究有机物的重要方法之一。
物理性质研究可以帮助研究者了解有机物的性质、结构和反应特点。
常用的物理性质研究方法包括测定有机物的熔点、沸点和密度等。
熔点是指有机物由固态转变为液态的温度，可以用来判断有机物的纯度；沸点是指有机物由液态转变为气态的温度，可以用来判断有机物的挥发性；密度是指有机物的质量和体积的比值，可以用来判断有机物的纯度和成分。
此外，还有一些其他的研究方法可以辅助研究有机物。
比如，制备反应物的方法，可以根据特定的化学反应需求合成所需的试剂和催化剂；对反应条件的优化和控制也是研究有机物的重要环节，通过对温度、压力、反应时间和溶剂等条件的优化和控制可以提高反应的收率和选择性；此外，还可以采用计算化学方法对有机物的分子结构和性质进行研究，例如利用分子力场模拟、量子化学计算和分子动力学模拟等方法。
第二节研究有机化合物的一般方法(一)
知识精讲
五、重结晶
5. 重结晶法提纯苯甲酸 【问题】 某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙，提纯苯甲酸需要经过哪些步骤？ 【资料】 苯甲酸可用作食品防腐剂。纯净的苯甲酸为无色晶体，其结构可表示为，熔点122℃，沸点 249℃。苯甲酸微溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂。苯甲酸在水中的溶解度如下：
温度/℃
25
50
75
溶解度/g
0.Байду номын сангаас4
0.85
2.2
知识精讲
五、重结晶
5. 重结晶法提纯苯甲酸 【实验】 (1)观察粗苯甲酸样品的状态。 (2)将1.0 g粗苯甲酸放入100 mL烧杯，加入50 mL蒸馏水。加热，搅拌，使粗苯甲酸充分溶解。 (3)使用漏斗趁热将溶液过滤至另一烧杯中，将滤液静置，使其缓慢冷却结晶。 (4)待滤液完全冷却后滤出晶体，并用少量蒸馏水洗涤。将晶体铺在干燥的滤纸上，晾干后称其 质量。
知识精讲
四、萃取
1. 原理 ①液—液萃取：利用待分离组分在两种互不相容的溶剂中的溶解度不同，将其从一种溶剂转移 到另一种溶剂的过程。 ②固—液萃取：利用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程。 2. 装置：
知识精讲
四、萃取
3. 萃取剂选择原则 ①萃取剂与原溶剂互不相溶。 ②萃取剂与溶质、原溶剂不反应。 ③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。 4. 分液：将萃取后的两层液体分开的操作(下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出)。
知识精讲 五、重结晶
1. 原理：利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去的方法。 2. 装置：
3. 适用对象：分离和提纯固态有机化合物的常用方法。 4. 溶剂的选择 ①要求杂质在此溶剂中溶解度很小或溶解度很大，易于除去。 ②被提纯的有机化合物在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大，能够进行冷却结晶。
研究有机物的一般步骤和方法
碳原子未杂化的p轨道
1100
石墨
sp2
n n
考点二 1,3 ─丁二烯的结构式如图 上，则分子中大π键表示为
，所有原子都在同一个平面
。
4 4
考 点 二 环状化合物：中心原子C、N、O等
吡咯
sp2 N有3个σ键
6 5
2
吡啶
sp2 N有2个σ键
3. 大 π 键电子数的确定：
1
6 6
方法① 结构法或
电子式法
BH3
PCl3
N2H4
HCHO
无
无
无
有 sp2 1个π键
【2018年全国Ⅱ卷35】（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分
子的立体构型为__平_面__三__角____形，其中共价键的类型有_2____种
SO3 S的杂化方式为sp2 相邻S、O可提供未杂化 p 轨道SO3 有 σ键和π键，2种共价键
考 点 二 1. 大 π 键表示方法：
实验步骤： (1)加热溶解：往装有粗苯甲酸的烧杯中加入40mL蒸馏水，在石棉网上搅拌加热， 至粗甲苯溶解。全溶后在加入少量蒸馏水。 (2)趁热过滤：用玻璃漏斗趁热将溶液过滤到另一100mL烧杯中。(注意：一贴，二 低，三靠)
(3)冷却结晶：将滤液静置，使其缓慢冷却结晶。 (4)滤出晶体。 注：苯甲酸在水中的溶解度：0.344g（25℃），6.8g（95℃）
研究有机物的一般步骤和方法
实验式又称最简式，例如乙炔和苯的最简式都为CH；甲醛和乙酸最简式均为 CH2O。有些物质的实验式就是它的分子式，如甲醛CH2O和水H2O等。
已知化合物的最简式和分子量，就可以求出它的分子式。
一.分离、提纯有机化合物的常用方法 (1)蒸馏和重结晶
有机物研究的方法
有机物研究的方法
有机物研究的方法是利用化学手段来研究有机化合物的性质与结构。
有机化合物是指以碳为基础的化合物，由于碳具有四个电子可以与其他原子形成共价键，因此碳原子可以形成多种不同的结构。
有机物研究的方法包括物理方法和化学方法两种。
物理方法主要是利用物理性质来对有机化合物进行研究，其中包括喇曼光谱、红外光谱、核磁共振、紫外光谱等方法。
其中核磁共振是当前最为常用的有机化合物结构解析手段之一，它能够提供丰富的结构信息，可以用来确定化合物的分子式、分子结构、官能团等信息。
红外光谱则是一种利用化学键振动和分子结构的吸收能产生光谱图像的方法，可用于鉴定化学分子种类和分析化学键的性质。
紫外光谱则常用于分析有机物分子内部电子的跃迁和光学效应。
化学方法则是指通过对有机物进行化学反应，来研究有机物的性质和结构等。
化学方法包括：酸碱滴定、蒸馏、水解、加成反应、氧化还原反应、作用类型反应、化学改性、化学合成等方法。
其中酸碱滴定可以用来测定有机化合物功能团的种类和含量，蒸馏则用来分离有机物混合物中独立的有机物质，水解则常用于有机物材料的性质鉴别，加成反应可以用来确定有机物分子中多重键，氧化还原反应则常用于识别不同官能团，化学改性和化学合成则可以得到特定结构或具有特定性质的有机物质。
综合应用多种化学方法和物理方法来研究有机化合物，可以为分析化学、药物研
究、化学工业、环境监测等多个领域提供有力支撑。
在有机物研究过程中，需要考虑不同化学方法和物理方法的优缺点、实验设备、合理的实验设计，以及结果的后续分析和解读等问题。
研究有机化合物的一般方法ppt课件
通过测定无机物的 质量，推算出所含 各元素的质量分数
计算出该有机化合 物分子内各元素原 子的最简整数比
有机化合物的元素定量分析最早由德国化学家李比希提出。
取一定量含C、 H（O）的有
用CuO
机物
氧化
H2O
用无水 质量差 CaCl2吸收
CO2
用KOH浓 溶液吸收
质量差
计算O含量
计算C、H含量
（J·von Liebig，1803—1873）
质谱法：快速、精确测定相对分子质量的重要方法。
质谱仪
待测样品
高能电子流等轰击
带正电的离子
计算机分析质荷比
质谱图
图谱分析
分子式
质谱图：
未知物A 的质谱
实验式：C2H6O 质荷比数：46 相对分子质量：46 分子式：C2H6O
根据有机物中碳原子的成键特点，写出C2H6O可能的结构：
二甲醚
乙醇
任务四：确定分子结构
原理：用电磁波照射含氢元素的化合物，不同化学环境的 氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，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。
吸收峰数目＝氢原子种类
不同峰面积之比（强度之比）＝ 不同氢原子的个数之比
方法二：核磁共振氢谱
图片出自有机化学基础，人民教育出版社，2020版，第18页
三氯甲烷 62℃
四氯化碳 77℃
可用蒸馏法分离提纯液态混合物中二氯甲烷、三氯 甲烷和四氯化碳。
注意事项：
①蒸馏烧瓶中所盛液体体积：1/3≤V≤2/3 ②蒸馏烧瓶加热时要垫上石棉网 ③蒸馏烧瓶中加入沸石，防止暴沸 ④温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处 ⑤冷凝水从下口进，上口出 ⑥实验开始前应先检查装置气密性 ⑦实验前先通水，再加热；实验后先停止加热，再停水。
研究有机物的一般步骤和方法
（2）蒸馏提纯的条件: B 、 与杂质的沸点相差较大（一
般约大于30℃）
（3）蒸馏的注意事项：
A、温度计的水银球插在蒸馏烧瓶支管口 处，加热温度不超过其成分的最高沸点。
B、蒸馏烧瓶中放少量沸石或碎瓷片，以 防止溶液暴沸
C、冷凝管中的水流方向:下口进上口出
3、萃取
固—液萃取 萃取 液—液萃取 萃取：用一种溶剂把溶
质从它与另一溶 剂所组成的溶液中提取出来的方法
萃取的原理：利用混合物中一种溶质在不同溶剂 里的溶解度的不同,加以分离.
萃取的条件：(1)萃取剂和原溶剂互不相溶且不发生化学反
应(2)溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶
剂中的溶解度(3)溶质与萃取剂易于分离
该离子的多少有关），则该有机物可能是
A 甲醇 B 甲烷 C 丙烷 D 乙烯
2 、（全国高考第19题）回答下面问题： （1） 分离沸点不同但又互溶的液体混合物，常用 什么方法？ （2）在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶 液里的某物质时，静置分层后，如果不知道 哪一层液体是“水层”，试设计一种简便的 判断方法。
任取一层少许液体，滴加蒸馏水，如果分层了， 说明取的是有机层，不分层说明取的是水层
有机物 （纯净）
？
首先要确定有机物 中含有哪些元素
确定 分子式
一个分子中各元素的原子各有几 个？
预备知识
——实验式和分子式的区别
实验式：表示化合物分子中所含元素的原子数目 最简整数比的式子。
分子式：表示化合物所含元素的原子种类及 数目的式子,表示物质的真实组成。
二、元素分析与相对分子质量的测定
[练习1]．2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是
(完整版)研究有机物的一般步骤和方法
3、归纳分离、提纯物质的总的原则是什么? 物质状态不变、不引入新杂质
(不是,因温度过低,杂质的溶解度也会降低, 部分杂质也会析出,达不到提纯的目的；温 度极低时,水也会结晶,不利于实验进行.)
不纯固体物质
溶于溶剂，制成饱和 溶液，趁热过滤
残渣 (不溶性杂质)
滤液
冷却，结晶， 过滤 ，洗涤
母液
(可溶性杂质和 部分被提纯物)
晶体 (产品)
学与问 为了得到更多的苯甲酸晶体，是不是结晶时 的温度越低越好？
利用有机物与杂质性质的差异而将它们分开。
1、蒸馏 (提纯、分离液体有机物) 2、重结晶 (提纯、分离固体有机物) 3、萃取 (将有机物从一种溶剂转移到
另一种溶剂中,再加以分离)
4、色谱法 (利用吸附剂对不同有机物吸附
作用不同,分离提纯有机物)
1）、蒸馏
(分离，提纯液态有机物)：
（1）蒸馏的原理:利 温用度液，体使液混体合混物合中物各部组分分汽沸化点并的随差之别使，蒸控气制
萃取和分液
分液是把两种互不相溶、密度不同的液体分开的方 法。
主要仪器：分液漏斗、烧杯、铁架台、铁圈
操作过程： 查加 漏液
待液体分层后, 将分液漏
斗上的玻璃塞打开,从下端
振 荡
口放出下层溶液,从上端口 倒出上层溶液。
静
分
置
液
【思考与交流】
1、常用的分离、提纯物质的方法有哪些？
(过滤,蒸馏,萃取,分液,重结晶，渗析等)
杂质含量过高影响结晶的速度和提纯效果，往往需 要多次重结晶才能提纯。有时还会形成油状物难以析出 结晶，可采取萃取和水蒸气蒸馏的方法进行初步提纯。
（3）在苯甲酸重结晶的实验 1、加热溶解 2、趁热过滤 3、冷却结晶
有机物的研究方法
有机物的研究方法
有机物的研究方法包括以下几个方面：
1. 合成方法：有机物的合成通常是通过化学反应来实现的，可以利用有机合成化学的基本原理和方法进行有机物的合成。
常用的有机合成反应包括取代反应、加成反应、消除反应、缩合反应等。
2. 表征方法：有机物的表征常用的方法包括红外光谱、紫外光谱、核磁共振、质谱等。
这些方法可以帮助确定有机物的结构和功能基团。
3. 理论计算方法：理论计算方法在有机物的研究中起着重要的作用。
通过计算机模拟的方法可以预测有机物的结构、性质、反应动力学等信息，并指导实验研究。
4. 热、光、电等物理性质的测定方法：有机物的研究还可以通过测定物理性质来了解其性质和结构，如熔沸点、密度、导电性、光学性质等。
5. 生物活性的评价方法：许多有机物被研究和开发是因为其具有特定的生物活性，因此，通过生物活性的评价方法可以对有机物的效价、毒性、药理学活性等进行评价。
需要注意的是，由于有机物种类繁多，所以研究方法的选择会因具体研究对象而
异。
以上仅列举了一些常用的方法，实际研究中还可能会使用其他特定的方法。
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解：先确定该有机物中各组成元素原子的质量分数 。
由碳,氢的质量分数,则氧的质量分数为34.70% 再求各
元素原子的个数比
N(C) :N(O):N(H) =
52.16％ :
13.14％
34.70％ :
12.01
1.008
16.00
=2:6:1
则该有机物A的实验式（最简式）是C2H6O
练习1：经实验测定 咖啡因分子中各元素的质量分数：
CH3COOCH2CH3
不对称-CH3
C=O
C—O—C
2.核磁共振氢谱
（1）作用：测定有机物分子中氢原子的种类和数目。
（2）原理：处在不同化学环境中的氢原子在谱图上出 现的位置不同，而且吸收峰的面积与氢原子个数成正 比。
如例题2，质谱分析出A的分子式为C2H6O ，可能 结构为CH3CH2OH、CH3OCH3，再通过核磁共振氢 谱来确定究竟A是哪一种结构。
194.1g/mol，则m=2,分子式为：C8H10O2N4
2.相对分子质量的测定——质谱法
原理：用高能电子流等轰击样品分子，使该分 子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离 子。这些不同离子具有不同的质量，质量不同 的离子在磁场作用下达到检测器的时间有差异， 其结果被记录为质谱图。
T=2πm/qB
Cl生成HCl，N生成N2。 （2）定量分析——确定有机物的实验式（最简式）
测定燃烧后产物的质量，推算出个组成元素的质量分 数，从而推出实验式（最简式）。
[例1]某含C、H、O三种元素的未知物A，经燃烧分析实 验测定该未知物中碳的质量分数为52.16%，氢的质量 分数为13.14%。试求该未知物A的实验式（即分子中各 原子的最简单的整数比）。
碳49.5% 氧16.5% 氮28.9% 氢5.20% ，其摩尔质量为
194.1g/mol 试确定其分子式？
解：咖啡因分子中个元素原子个数比为: N(C) :N(H):N(O):N(N)
49.5％
5.20％
=
:
12.00
1.000
16.5％
28.9%
:
:
16.00
14.00
= 4.15 : 5.2 : 1.03 : 2.06 = 4 : 5 : 1 : 2 咖啡因的分子式表示为(C4H5ON2)m，摩尔质量是
作业(不用抄题) 课本P23 1. 2. 3
对分子质量为（ 74 ），分子式为（ C4H10O ）。
三.分子结构的鉴定
1.红外光谱 （1）作用：初步判断某有机物中含有某种化学键或 者官能团。
（2）原理：不同的官能团或化学键吸收频率不同， 在红外光谱图中处于不同的位置。 P22
[例3]下图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱 谱图,则该有机物的结构简式为： CH3CH2COOCH3
[例2].某有机物A的分子式为(C2H6O)m,质谱图如下：
荷质比
则A的分子式为C2H6O
练习2：某有机物的结构确定： （1）测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物， 经燃烧分析实验测定其碳的质量分数是64.86%，氢的质 量分数是13.51%, 则其实验式是（ C4H10O ）。 （2）确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相
研究有机化合物的 一般步骤和方法
（第二课时）
分离 提纯
元素分析
相对分子质 量的测定
波谱分析
蒸常
确
馏用
定
、方
实
重法
验
结：
式
晶
︵
、
最
萃
简
取
式
︶
确确ຫໍສະໝຸດ 定定分分
子
子
式
结
构
二、元素分析与相对分子质量的测定
（定性分析、定量分析）
1.元素分析
（1）定性分析——确定有机物的元素组成
有机物燃烧后，C生成CO2，H生成H2O,