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1、第三课时 分子结构的确定,质谱图、红外光谱和核磁共振氢谱,第一章 第四节 研究有机物的一般方法和步骤,学习目标： 1、了解三种图谱的作用和读谱方法 2、根据图谱获取的信息，对 官能团、基团进行合理的拼接，确定有机物的结构 学习难点： 根据图谱获取的信息，对 官能团、基团进行合理的拼接，确定有机物的结构,相对分子质量的测定质谱法（MS）,质谱法：一种简单、微量、快捷、精确地测定相对分子质量的物理方法。,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。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。,原理：,即:M= 4
2、6,未知物A的分子式为C2H6O,相 对 丰 度,质荷比,离子的质荷比越大,达到检测器需要的时间最长,因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量,读谱图：,对有机物分子进行质谱法分析,测定其质荷比.设H的质荷比为,某有机物样品的质荷比如图所示,则该有机物可能是( ),A 甲醇 B 甲烷 C 丙烷 D 乙烯,巩固练习,例3:某有机物的结构确定: 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( )只写计算式,确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量( )分子式为（ ）。,【问题解决实例】,根
3、据元素分析和质谱法确定A分子式为C2H6O,但是符合A 的结构有：,案例分析,二甲醚,乙醇,究竟它是二甲醚还是乙醇,三.分子结构的鉴定,官能团的确定,？,(一)红外光谱(IR),1.原理,有机物中组成 的原子处于不断振动状态,且振动频率与红外光的振动频率相当。当用红外线照射分子时,分子中的 可发生振动吸收,不同的 吸收频率不同,在红外光谱图中将 。因此，可推知有机物的结构。,化学键、官能团,化学键,官能团,化学键,官能团,处于不同位置,通过红外光谱可以推知有机物含有的化学键、 官能团。,2.用途,未知物A的分子式为C2H6O,红外光谱图如下，求A的结构简式,C-C-O-H,例下图是一种分子式为
4、C4H8O2的有机物的红外光谱谱图,则该有机物的结构简式为：,COC,C=O,不对称CH3,CH3COOCH2CH3,(二)核磁共振氢谱(HNMR),1、原理:处在不同环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同,在图谱上出现的位置也不同,各类氢原子的这种差异被称作化学位移;而且,吸收峰的面积与氢原子数成正比。,2、作用: 通过核磁共振氢谱可知道有机物里含有氢原子种类以及不同种类氢原子的数目之比。,核磁共振氢谱信息,A.吸收峰数目氢原子类型,B.不同吸收峰的面积之比(强度之比),= 不同氢原子 的个数之比,HNMR 图确定下列两种 结构的氢谱图分别是哪种？,1种氢原子,吸收峰数目1种,3种氢
5、原子,吸收峰数目3种,案例分析,在化学上经常使用的是氢核磁共振谱，它是根据不同化学环境的氢原子,在氢核磁共振谱中给出的信号不同,来确定有机物分子中的不同的氢原子。下列有机物分子在核磁共振氢谱中只给出一种信号的是, A HCHO B CH3OH C HCOOH D CH3COOCH3,课堂练习,（08海南）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（ ）,D,例5下图是分子式为C3H6O2的有机物的红外光谱谱图,推测其结构。,练习 分子式为C3H6O2的二元混合物，如果在核磁共振氢谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况。第一种情况峰给出的强度为11；第二种情况峰给出的强度为321。
6、由此推断混合物的组成可能是（写结构简式） 。,CH3COOCH3和 CH3CH2COOH 或HCOOCH2CH3,【小结】确定有机化合物结构一般过程：,红外光谱、核磁共振等波谱分析确定结构式,图谱题解题建议,1.首先应掌握好三种谱图的作用、读谱方法。 2.必须尽快熟悉有机物的类别及其官能团。 3.根据图谱获取的信息，按碳四价的原则对 官能团、基团进行合理的拼接。 4.得出结构（简）式后，再与谱图提供信息 对照检查，主要是分子量、官能团、基团 的类别是否吻合。,写出下列物质燃烧的方程式 CH4 C2H4O2 C6H6 C7H6O2 C2H6 C3H6O2 CxHy CxHy(CO2)m 由此你会
7、得到什么启示,有机化合物A、B分子式不同，它们只可能是烃或烃的衍生物。 如果将A、B不论以何种的比例混合，只要物质的量之和不变，完全燃烧时消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变， 那么A、B组成必须满足的条件是( )。 A、B的分子式中氢原子数相同 CxHy（CO2）m和 CxHy 即两者相差m个（CO2）,写出下列物质燃烧的化学方程式 C2H4 C2H6O C3H6 C3H8O C4H6 C4H10O2 CxHy CxHy(H2O)m 由此你会得到什么结论,有机化合物A、B分子式不同，它们只可能是烃或烃的衍生物。 如果将A、B不论以何种的比例混合，只要物质的量之和不变，完全燃烧时消耗的氧气和生
8、成的CO2的物质的量也不变， 那么A、B组成必须满足的条件是( )。 A、B的分子式中碳原子数相同 CxHy 和CxHy（H2O）m 即两者相差m个（ H2O ） 如C2H4与C2H6O；,等物质的量的烃（CxHy）或烃的含氧衍生物在完全燃烧时，耗氧相同 若为烃和烃的含氧衍生物 则该烃的含氧衍生物分子组成符合通式： CxHy CxHy（CO2）m（H2O）n如C2H4与C3H6O3； 若为两烃的含氧衍生物， 则该烃的含氧衍生物分子组成符合通式 CxHy（CO2）m（H2O）n,(m、nN，下同) 则其在分子组成上相差n个CO2或H2O或CO2和H2O的组合，即式量相差44n，18n，62n等等
9、； 如C2H4O与C3H6O4。 若为两种烃 CxHy Cx-1Hy+4 如C5H6和C4H10，式量相差8n,：有机物A、B只可能烃或烃的含氧衍生物,等物质的量的A和B完全燃烧时,消耗氧气的量相等,则A和B的分子量相差不可能为(n为正整数) (B ) A.8n B.14n C.18n D.44n 解析: A中的一个碳原子被B中的四个氢原子代替,A和B的分子量相差8的倍数, A正确. 如果A和B的分子组成相差若干个H2O或CO2 ,耗氧量也不变，C和D也正确。所以选B,写出下列反应方程式 C6H6 C2H2 CH2O C2H4O2 质量相同的上面两组有机物分别燃烧，比较消耗氧气的物质的量、生成
10、CO2 和H2O的物质的量？,四、实验式（最简式）相同的烃或烃的含氧衍生物，不论它们以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧时，所消耗的O2及燃烧后生成的CO2和H2O的量均为定值，如C2H2和C6H6，甲醛和葡萄糖等。,10.有机物X、Y分子式不同，它们只含C、H、O元素中的两种或三种，若将X、Y不论何种比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时耗氧气量和生成水的物质的量也不变。X、Y可能是（ ） A.C2H4、C2H6O B. C2H2、C6H6 C.CH2O、C3H6O2 D. CH4、C2H4O2,例2:实验测得某烃A中含碳85.7%，含氢14.3%。在标准状况下11.2L此化合物气体的质量为14g。求此烃的分子式。,