元素分析與相對分子質(zhì)量的測定.ppt

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1、二、元素分析與相對分子質(zhì)量的測定1、元素分析：定性分析——有機物的組成元素分析；定量分析——分子內(nèi)各元素原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)李比希氧化產(chǎn)物吸收法現(xiàn)代元素分析法數(shù)據(jù)經(jīng)處理后即可確定有機物的實驗式（最簡式）分析方法例：某含C、H、O三種元素的未知物A，經(jīng)燃燒分析實驗測定該未知物A中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.16%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.14%試求該未知物A的實驗式。（最簡式）“李比希元素分析法”的原理：取定量含C、H（O）的有機物加氧化銅氧化H2OCO2用無水CaCl2吸收用KOH濃溶液吸收得前后質(zhì)量差得前后質(zhì)量差計算C、H含量計算O含量得出實驗式2、實驗式和分子式的區(qū)別實驗式：表示化合物分子中所含元素的原

2、子數(shù)目最簡整數(shù)比的式子。分子式：表示化合物所含元素的原子種類及數(shù)目的式子,表示物質(zhì)的真實組成。例題2：實驗測得某碳?xì)浠衔顰中，含碳80%、含氫20%求該化合物的實驗式。又測得該化合物的相對分子質(zhì)量是30，求該化合物的分子式。答案：實驗式是CH3，分子式是C2H62、測定相對分子質(zhì)量最精確快捷的方法用高能電子流轟擊分子，使其失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子，帶正電荷的分子離子和碎片離子具有不同質(zhì)量，它們在磁場下達到檢測器的時間不同，結(jié)果被記錄為質(zhì)譜圖?！|(zhì)譜法相對分子質(zhì)量的測定——質(zhì)譜儀由于分子離子的質(zhì)荷比越大，達到檢測器需要的時間最長，因此譜圖中的質(zhì)荷比最大的就是未知物的相對

3、分子質(zhì)量）（1）質(zhì)荷比是什么？（2）如何確定有機物的相對分子質(zhì)量？分子離子與碎片離子的相對質(zhì)量與其電荷的比值未知化合物A的質(zhì)譜圖結(jié)論：A的相對分子質(zhì)量為46【例題】2002年諾貝爾化學(xué)獎獲得者的貢獻之一是發(fā)明了對有機物分子進行結(jié)構(gòu)分析的質(zhì)譜法。其方法是讓極少量的（10－9g）化合物通過質(zhì)譜儀的離子化室使樣品分子大量離子化，少量分子碎裂成更小的離子。如C2H6離子化后可得到C2H6＋、C2H5＋、C2H4＋……，然后測定其質(zhì)荷比。某有機物樣品的質(zhì)荷比如右圖所示（假設(shè)離子均帶一個單位正電荷，信號強度與該離子的多少有關(guān)），則該有機物可能是A甲醇B甲烷C丙烷D乙烯?【練習(xí)】某有機物的結(jié)構(gòu)確定過程

4、前兩步為：①測定實驗式：某含C、H、O三種元素的有機物，經(jīng)燃燒分析實驗測定其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是64.86%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是13.51%,則其實驗式是（）。②確定分子式：下圖是該有機物的質(zhì)譜圖，則其相對分子質(zhì)量為（），分子式為（）。C4H10O74C4H10O例：未知物A的分子式為C2H6O，其結(jié)構(gòu)可能是什么？HHHHH－C－C－O－H或H－C－O－C－HHHHH三、波譜分析——確定結(jié)構(gòu)式確定有機物結(jié)構(gòu)式的一般步驟是：（1）根據(jù)分子式寫出可能的同分異構(gòu)體（2）利用該物質(zhì)的性質(zhì)推測可能含有的官能團，最后確定正確的結(jié)構(gòu)1、紅外光譜紅外光譜法確定有機物結(jié)構(gòu)的原理是：由于有機物中組成化學(xué)鍵、官能團的原

5、子處于不斷振動狀態(tài)，且振動頻率與紅外光的振動頻譜相當(dāng)。所以，當(dāng)用紅外線照射有機物分子時，分子中的化學(xué)鍵、官能團可發(fā)生震動吸收，不同的化學(xué)鍵、官能團吸收頻率不同，在紅外光譜圖中將處于不同位置。因此，我們就可以根據(jù)紅外光譜圖，推知有機物含有哪些化學(xué)鍵、官能團，以確定有機物的結(jié)構(gòu)。紅外光譜鑒定分子結(jié)構(gòu)可以獲得化學(xué)鍵和官能團的信息CH3CH2OH的紅外光譜結(jié)論：A中含有O-H、C-O、C-H2、核磁共振氫譜如何根據(jù)核磁共振氫譜確定有機物的結(jié)構(gòu)？對于CH3CH2OH、CH3—O—CH3這兩種物質(zhì)來說，除了氧原子的位置、連接方式不同外，碳原子、氫原子的連接方式也不同、所處的環(huán)境不同，即等效碳、等效氫

6、的種數(shù)不同。處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子因產(chǎn)生共振時吸收電磁波的頻率不同，在譜圖上出現(xiàn)的位置也不同，這種差異叫化學(xué)位移δ。從核磁共振氫圖譜上可推知該有機物分子有幾種不同類型的氫原子（波峰數(shù)）及它們的數(shù)目比（波峰面積比）。核磁共振CH3CH2OH的紅外光譜可以推知未知物A分子有3種不同類型的氫原子及它們的數(shù)目比為3：2：1因此，A的結(jié)構(gòu)為：HHH－C－C－O－HHH不同吸收峰的面積之比(強度之比)=不同氫原子的個數(shù)之比【練習(xí)】2002年諾貝爾化學(xué)獎表彰了兩項成果，其中一項是瑞士科學(xué)家?guī)鞝柼亍ぞS特里希發(fā)明了“利用核磁共振技術(shù)測定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)的方法”。在化學(xué)上經(jīng)常使用的是氫核磁共振譜

7、，它是根據(jù)不同化學(xué)環(huán)境的氫原子在氫核磁共振譜中給出的信號不同來確定有機物分子中的不同的氫原子。下列有機物分子在核磁共振氫譜中只給出一種信號的是AHCHOBCH3OHCHCOOHDCH3COOCH3?[例5].下圖是分子式為C3H6O2的有機物的紅外光譜譜圖,推測其結(jié)構(gòu)。CH3—C—O—CH3O研究有機化合物的一般步驟和方法結(jié)構(gòu)相對分子質(zhì)量組成小　結(jié)分離、提純元素定量分析確定實驗式測定相對分子質(zhì)量確定分子式波譜分析確定結(jié)構(gòu)式步驟方法蒸