科学家怎样研究有机物1.ppt

* * 第二单元 科学家是怎样研究有机物 专题１ 认识有机化合物 某一未知的有机物，如果你是一位化学家你如何研究该物质？ 有机物 1、研究有机物的组成。 2、研究有机物的结构。 3、研究有机物进行的反应。 有机物（不纯） 有机物 （纯净） 有机物的性质 确定结构式 （有哪些官能团） 确定元素种类、 含量，确定最简式 分离 提纯 有机物研究的一般思路： 确定分子式 一、有机化合物组成的研究 思考：有机化合物的组成包括什么？如何确定？ 1、燃烧法测定C、H元素 最早测定有机化合物中碳、氢元素质量分数 ——李比希法 2、钠融法确定有机物中是否还有N、Cl、Br、S等元素 将有机物与金属钠混合熔融，氮、氯、溴、硫等元素将以氰化钠、氯化钠、溴化钠、硫化钠等形式存在，再用无机定性分析法测定。 3、铜丝燃烧法确定卤素。 将一根纯铜丝加热至红热，蘸上试样，放在火焰上灼烧，如存在卤素，火焰为绿色。 1、 设有机物燃烧后CO2中碳元素的质量为m(C)，H2O中氢元素质量为m(H)。若 m(有机物)＞m(C)＋m(H) m(有机物)＝m(C)＋m(H) [思考] 有机物在氧气中完全燃烧只生成二氧化碳和水，怎样判断有机物中是否含氧元素? 2、 设有机物燃烧后CO2氧元素的质量为m(O)，H2O中氧元素质量为m(O)。若 m(氧气)二氧化碳和水中氧的质量 有机物中还有氧元素。若相等则没有氧元素。 有机物 燃烧法、钠熔法等方法 确定元素的种类和质量 最简式 通过一定的方法确定有机物的式量 分子式 最简式法 例1、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对密度为15。求该化合物的分子式。 现在，人们常借助元素分析仪来确定有机物的组成。元素分析仪的工作原理是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，在对燃烧产物进行自动分析。元素分析仪自动化高，分析元素含量时所需样品量小，分析速度快，可以同时对C、H、O、S等多种元素进行分析，分析试样可以是易挥发的或难溶物。元素分析仪与计算机相连，可进行数据的存储和统计分析，并可根据要求生成各种形式的分析报告。 二、有机物结构的研究 德国李比希（1803～1873） 尤斯图斯·冯· 李比希 ，男爵（Justus von Liebig，1803年5月12日出生于德国达姆施塔特，1873年4月18日逝世于德国慕尼黑）是一位德国化学家，他最重要的贡献在于农业和生物化学，他创立了有机化学。因此被称为“化学之父”。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法，因为这一创新，他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性，因此也被称为“肥料工业之父”。 1 、核磁共振谱图 图谱功能：测定有机物中H原子的种类和数目。 峰数：H原子的种类 峰高：同类H原子的数目 等效氢原子法（又称对称法）： 1）同一碳原子上的氢原子是等效的。 2）同一碳原子上所连甲基上的氢原子也是等效的。 3）处于对称位置上的氢原子等效。 例1 已知某有机物的分子式为C2H6O，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式 . CH3—O—CH3 CH3—CH2—OH 例2：下列有机物在1H-NMR上仅给出一组峰的是 （ ） A、HCHO B、CH3OH C、HCOOH D、CH3COOCH3 例3:已知某有机物的分子式为C3H6O，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式 例3：分子式为C3H6O2的有机物，若在1H-NMR谱上观察到氢原子峰的强度为3:3，则结构简式可能为__________, 若给出峰的强度为3:2:1，则可能为 。 CH3COOCH3 CH3CH2COOH、 HCOOCH2CH3、 CH3COCH2OH 红外光谱是利用有机物分子中不同基团的特征吸收频率不同，测试并记录有机物对一定波长范围的红外光谱吸收情况。它可以初步判断该有机物中含有哪些基团。主要用于确定有机物的类型。 例如下图是乙醇的红外光谱图： 2 、红外光谱法 3、紫外光谱法 适用于分子中具有不饱和结构的物质特别是共轭结构的化合物。 4、质谱法 不仅可以精确测定分子量，还可以计算出分子中碳原子的数目。 诺贝尔化学奖与物质结构分析 2002年度诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰.B.芬、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特