元素分析与相对分子质量测定.ppt

第四节研究有机化合物的一般步骤和方法有机物（不纯）二、元素分析与相对分子质量的测定“李比希氧化产物吸收法”的原理：[例1]5.8g某有机物完全燃烧，生成CO213.2g,H2O5.4g该有机物含有哪些元素?某有机物的燃烧产物只有CO2和H2O，如何判断该有机物中是否含有氧元素？
【思考·提示】首先求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氢元素的质量，然后将C、H的质量之和与原来有机物的质量进行比较，若两者相等，则原有机物只由碳和氢两种元素组成，否则原有机物的组成里含有氧元素。[例2]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%。（P20）
（1）试求该未知物A的实验式（分子中各原子的最简单的整数比）。
（2）若要确定它的分子式，还需要什么条件？2、相对分子质量的测定——质谱法[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右图所示（假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关），则该有机物可能是
A甲醇B甲烷C丙烷D乙烯
（二）分子结构的测定四、分子结构的鉴定
1．红外光谱法
(1)作用：初步判断某有机物中含有何种化学键或官能团。
(2)原理：不同的官能团或化学键不同，在红外光谱图中处于不同的位置。
2．核磁共振氢谱
(1)作用：测定有机物分子中氢原子的和。
(2)原理：处于不同化学环境中的氢原子在谱图上出现的，而且吸收峰的面积与成正比。
(3)分析：吸收峰数目＝，吸收峰面积比＝。[练习1]有一有机物的相对分子质量为74，确定分子结构，请写出该分子的结构简式
2．在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为3∶2的化合物是()

答案：D为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：
(一)分子式的确定：
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)，则该物质中各元素的原子个数比是________。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为________，该物质的分子式是________。
(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式_____________________________。(二)结构式的确定：
(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如：甲基氯甲醚(Cl—CH2—O—CH3)有两种氢原子如图②。经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③，则A的结构简式为________。【解析】(1)据题意有：n(H2O)＝0.3mol，则有n(H)＝0.6mol；n(CO2)＝0.2mol，则有n(C)＝0.2mol。据氧原子守恒有n(O)＝n(H2O)＋2n(CO2)－2n(O2)＝0.3mol＋2×0.2mol－2×＝0.1mol，则N(C)∶N(H)∶N(O)＝n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1。(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O，假设该有机物的分子式为(C2H6O)m，由质谱图知其相对分子质量为46，则46m＝46，即m＝1，故其分子式为C2H6O。(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物，可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3。(4)分析A的核磁共振氢谱图可知：A有三种不同类型的氢原子，CH3OCH3只有一种类型的氢原子，故A的结构简式为CH3CH2OH。【答案】(1)N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1
(2)46C2H6O
(3)CH3CH2OH，CH3—O—CH3
(4)CH3CH2OH