2016版高中化学教材知识详解专题一科学家怎样研究有机物.DOC

2016版高中化学 教材知识详解 专题一 第二单元 科学家怎样研究有机物 苏教版选修5 （B）——章节详解 第二单元 科学家怎样研究有机物 基础知识剖析版 知识概念地图 答案：1．碳；氢；氧元素、氮元素、卤族元素、硫元素、磷元素；2．最简式；3．李比希法；碳、氢；Ｎ、Ｃl、Ｂr、Ｓ；卤素； C、H、O、S。4．李比希；烃基；官能团。5．核磁共振氢谱；红外光谱；紫外光谱。6．氢原子类型；不同氢原子；7．官能团；8．有机物结构；9．手性；对映异构；手性碳原子。10．反应机理；反应历程。11．自由基型链；12．同位素示踪。二.教材知识详解 (一)有机物组成的研究 1．李比希燃烧法 有机化合物都含有碳元素，绝大多数含有氢元素。测定有机化合物中碳、氢元素质量分数的方法最早由李比希于1831年提出，其基本原理是利用氧化铜在高温下氧化有机物，生成二氧化碳和水，然后分别采用高氯酸镁和烧碱石棉剂吸收水和二氧化碳。根据吸收前后的质量变化获得反应生成的二氧化碳和水的质量，从而确定有机化合物中碳和氢的质量分数。 2．元素分析仪法 无素分析仪是一种高科技电子产品，它的作用是用来进行定性和定量分析，其工作原理是在不断通入氧气的条件下，使样品充分燃烧，然后利用该仪器对燃烧产物进行自动分析。该方法样品用量少，分析样品为易挥发物或难溶物，可同时对碳、氢、氧、氮、硫、氯、溴等多种元素进行分析。 3．钠熔法 作用：定性确定有机物中是否存在氮、硫和卤素。 原理：将有物机样品与钠混合熔融，氮元素变成NaCN，硫元素变成Na2S，氯元素变成NaCl，溴元素变成NaBr，再用无机定性分析法测定，即可确定有机物中是否存在氮、硫、氯、溴等元素。 4、铜丝燃烧法 作用：定性确定有机物中是否含有卤素。 原理：将一根纯铜丝加热至红热，蘸取有机样品，放在火焰上灼烧。如果火焰为绿色，证明有机物中存在卤素。 5、质谱法（MS） 作用：测定有机物分子的相对分子质量。 原理：用高能电子流轰击样品，使分子失去电子变成带正电荷的碎片，在磁场的作用下，由于碎片的相对质量不同，它们到达检测器的先后也不同，其结果被记录为质数谱图。 联想总结 一般来说，有机物完全燃烧后，各元素对应的产物为C→二氧化碳，H→水。 欲判断有机物中是否含氧元素： 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)→有机物中含有氧元素m(有机物)=m(C)＋m(H)→有机物中不含氧元素 (二)有机物结构的研究 1．基团理论 基团的概念是由德国化学家李比希提出来的。基团理论的提出使人们在研究有机化合物时首先研究其所具有的基团，有机物中的“基团”包含两类，一类是烃基，另一类是官能团。烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基，一般用—R表示，如—CH3（甲基）、—CH2CH3（乙基）等。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。因此，基团理论对有机化学的发展起到了巨大的推动作用。 易错点悟 “原子团”、“根”、“基”、“官能团”这几个名词混淆，要注意区别。首先，“根”、“基”、“官能团”均属于原子或原子团，其中“根”是带电荷的原子或原子团，而“基”、“官能团”是电中性的原子或原子团，且“官能团”是特殊的“基”。其次是“根”与“基”之间存在相互的联系，如氢氧根（OH-）失去一个电子就可以转化为羟基（-OH），而羟基获得一个电子也就转化为氢氧根。 2．化学实验法 利用化学实验进行定量定性分析的方法，如酚可以用溴水淀量测定。化学性质决定实验现象，实验现象反映的是官能团典型的化学性质。 鉴定有机物分子结构的物理方法 有机化学研究的一项重要工作就是确定有机化合物的分子结构。确定分子结构有化学方法与物理方法，化学方法是利用有机物官能团的特征反应，以确定该化合物所含官能团，还可以利用化学反应进行衍生化，通过确定衍生物的结构进一步推断原分子的结构。化学方法比较麻烦、耗时、消耗样品较多。而现代物理方法因所需样品量少、速度快、准确，甚至可以确定分子的三维空间结构，而显出较大的优越性，是化学方法所不能比拟的。 3．质谱分析法简介 质谱分析法是一种通过测量化学物质分子或分子碎片的质量进行分析的方法，所用的仪器称为质谱仪，所得的谱图称为质谱图。由于质谱法能够提供被测物质分子或分子碎片的质量信息，所以它不但能够给出被测物质的相对分子质量，还通过分子碎片的质量信息，推测分子的结构。 图? 质谱仪工作原理示意图 质谱仪的工作原理并不复杂。试样分子由探头进入高度真空的电离室后，在电子束的轰击下，分子失去电子（通常是1个电子）变为正离子，同时也有一部分分子中的共价键被打断，变成若干碎片（包括不带电荷的自由基和带正电的正离子）。它们经过外磁场加速后，经由飞行管道通过