第一章认识有机化.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 认识有机化合物,研究有机化合物的一般步骤和方法,研究有机化合物的基本步骤,元素定量分析确定,实验式,测定相对分子质量确定,分子式,(,质谱法，相对密度法,),波谱分析确定,结构式,有哪些官能团（红外光谱，核磁共振氢谱）,分离、提纯,一、分离、提纯,1,、,化学方法,：,一般是加入或通过某种试剂进行化学反应。例如：沉淀法，化气法，洗气法等。,分离、提纯物质的总的原则是什么？,1.,不增,加新杂质,;,2.,不减,少提纯物质的量,3,：易分离,2,、,物理方法,：,利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分开,有机物分离的常用,物理方法,蒸馏,重结晶,萃取分液,1,、蒸馏：,（2,）蒸馏提纯的条件,有机物,热稳定性,较强；,与杂质的,沸点相差,较大（一般约大于,30）,（1,）蒸馏的原理,利用混合物的,沸点,不同，除去,难挥发,或,不挥发,的杂质,.,实例,；,酒精（水）壬烷（己烷）,（,3,）蒸馏的注意事项：,温度计水银球的部位（蒸馏烧瓶,支管处,）,烧瓶中放少量沸石或碎瓷片（,防止暴沸,）,进出水方向（,下进上出,）,烧瓶中所盛放液体,不能超过,1/3,实验：含有杂质的工业乙醇的蒸馏,2,、重结晶,（1,）定义；将以知的晶体用蒸馏水溶解，,经过滤、蒸发、冷却等步骤，再次析出,晶体，得到更纯净的晶体的过程。,（2,）选择溶剂的条件（重结晶适用范围）,杂质在此溶剂中溶解度很小或很大,被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度，受温度的影响较大,学与问,在苯甲酸重结晶的实验中，滤液放置冷却可以结晶出纯净的苯甲酸晶体。请你思考并与同学交流：温度越低，苯甲酸的溶解度越小，为了得到更多的苯甲酸晶体，是不是,结晶时的温度越低越好？,不纯固体物质,残渣,(,不溶性杂质,),滤液,母液,(,可溶性杂质和部分被提纯物,),晶体,(,产品,),溶于溶剂，制成饱和溶液，趁热过滤,冷却，结晶，过滤,，,洗涤,(3),重结晶的步骤。,3,、萃取,萃取：,萃取的原理：,萃取的条件：,用,一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的方法,利用混合物中一种溶质在不同溶剂里的,溶解度的不同,（1,）萃取剂和原溶剂,互不相溶,且,不发生化学反应,（,2,）溶质在萃取剂中的,溶解度大于,在原溶剂中的溶解度,下列物质中的杂质（括号中是杂质）分别可以用什 么方法除去？,（,1,）酒精（水）（,2,）壬烷（己烷）,（,3）,KNO,3,(NaCl)（4）,乙酸乙酯（乙醇）,（,5,）甲烷（乙烯）（,6）,NaCl,（,泥沙）,（,7,）溴水（水）（,8）,CO,2,（,HCl,）,1,.,下列每组中各有三对物质，它们都能用分液漏斗分离的是,A,乙酸乙酯和水，酒精和水，植物油和水,B,四氯化碳和水，溴苯和水，硝基苯和水,C,甘油和水，乙酸和水，乙酸和乙醇,D,汽油和水，苯和水，己烷和水,2,.,可以用分液漏斗分离的一组液体混和物是,A,溴和四氯化碳,B,苯和溴苯,C,汽油和苯,D,硝基苯和水,BD,D,3,下列属于分离、提纯液态有机物的操作的是,(),A,蒸馏,B,蒸发,C,重结晶,D,过滤,4,天然色素的提取往往应用到萃取操作，现在,有用大量水提取的天然色素，下列溶剂不能用来,萃取富集这些天然色素的是 （）,A,石油醚,B,丙酮,C,乙醇,D,乙醚,1,、元素定量分析的原理：（李比希氧化法,),将,一定量,的有机物燃烧，,分解,为简单的无机物，,并作,定量测定,，通过无机物的质量,推算,出组成该有,机物元素原子的,质量分数,，然后计算出该有机物分,子所含元素原子最简单的整数比，即,确定其实验式,（又称为最简式,),二、元素分析与相对分子质量的测定,实验式,：表示化合物分子中所含元素的原子数目,最简整数比,的式子。,分子式,：表示化合物所含元素的原子种类及数目的式子,表示物质的,真实组成,。,2,、有机物组成元素的确定,5.8,g,某有机物完全燃烧，生成,CO,2,13.2g,H,2,O 5.4g.,含有哪些元素,?,含碳3.6,g(0.3mol),含氢0.6g(0.6mol),含氧,1.6,g(0.1mol),能否直接确定含有氧,?,如何确定,?,能否直接确定该有机物的实验式,?,C,3,H,6,O,想一想？,由实验式确定分子式 还需要知道什么量,?,相对分子质量,有机物相对分子质量的求法,1,、利用有机物蒸气的,相对密度,2,、利用标准状况下气态烃的,密度,3,、利用各类有机物的,分子通式及相应的化学反应方程式,例：某有机物的蒸气密度是相同状况下氢气密度的,14,倍；,某有机物在相同状况下对空气的相对密度为,2,；,例：标准状况下,0.56,g,某气态烃的体积为,448,ml,例：,3.2,g,某饱和一元醇与足量金属钠反应得到,1.12,L(,标况,),氢气,。,三、分子结构的鉴定,指出,当化合物结构比较复杂时，若用化学方法，时间长、浪费试剂，因此科学上常常需要采取一些物理方法。与鉴定有机物结构有关的,物理方法,有,质谱、红外光谱、核磁共振谱,等。,计算组成各原子的整数比,（确定实验式）,测定相对分子质量,（确定分子式）,鉴定分子结构（,确定物质）,元素定量分,析的一般步骤,鉴定分子结构方法,（1,）化学方法：,（2,）物理方法：,官能团的性质,质谱,、,红外光谱,、,核磁共振谱,等,原理,它是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。这些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。,【,思考与交流,】,1,、质荷比是什么？,2,、如何确定有机物的相对分子质量？,相对分子质量的测定,质谱法,（由于分子离子的质荷比越大，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,）,例22002,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,-9,g）,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,C,2,H,6,离子化后可得到,C,2,H,6,、C,2,H,5,、C,2,H,4,，,然后测定其质荷比。设,H,的质荷比为,，,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,B,练习,2,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（）。,确定分子式：下图是该有机物的质谱图，则其相对分子质量为（），分子式为（）。,C,4,H,10,O,74,C,4,H,10,O,2,、,红外光谱,由于有机物中组成,化学键,、,官能团,的,原子,处于不断振动状态，且振动频率与红外光的振动频谱相当。所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的,化学键、官能团,可发生震动吸收，,不同的化学键、官能团吸收频率不同,，在红外光谱图中将,处于不同位置,。因此，我们就可以根据红外光谱图，推知有机物含有哪些化学键、官能团，以确定有机物的结构。,例一,下图是一种分子式为,C,4,H,8,O,2,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,CH,3,CH,3,COOCH,2,CH,3,3,、,核磁共振氢谱,对于,CH,3,CH,2,OH、CH,3,O,CH,3,这两种物质来说，除了氧原子的位置、连接方式不同外，碳原子、,氢原子,的连接方式也不同、所处的化学环境不同，,即等效碳、,等效氢,的种数不同。,明确：不同化学环境的氢原子（等效氢原子）因产生共振时,吸收的频率不同，被核磁共振仪记录下来的,吸收峰的,面积,不同。所以，可以从核磁共振谱图上推知氢原子的,类型,及,数目,。,A,B,CH,3,CH,2,CH,2,OH,CH,3,CH(OH)CH,3,练习,22002,年诺贝尔化学奖表彰了两项成果，其中一项是瑞士科学家库尔特,维特里希发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。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 CH,3,OH,C HCOOH D CH,3,COOCH,3,A,练习,3,分子式为,C,3,H,6,O,2,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,。由此推断混合物的组成可能是（写结构简式）,。,CH,3,COOCH,3,和CH,3,CH,2,COOH,参考结构式，分析核磁谱图，回答下列问题：,分子中共有,种化学环境不同的氢原子；,谱线最高者表示有,个环境相同氢原子，谱线,最低者表示有,个环境相同氢原子，结构式中,的,Et,表示烷烃基，从什么图谱中可以推断结构,式中的这个烷烃基是,。,