1.2.2有机物分子式与分子结构的确定 课前导学 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

1.2.2有机物分子式与分子结构的确定—高一化学人教版（2019）选择性必修第三册课前导学

一、确定分子式——质谱法

1．原理

质谱仪用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子，形成带     的分子离子和碎片离子等。这些离子因    不同、     不同，在电场和磁场中的运动行为不同。计算机对其进行分析后，得到它们的         与       的比值，即质荷比。以质荷比为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标记录测试结果，就得到有机化合物的质谱图。

2．相对分子质量确定

质谱图中       的分子离子峰或质荷比         表示样品中分子的相对分子质量。

3．示例说明

下图是某未知物A(实验式为C2H6O)的质谱图，由此可确定该未知物的相对分子质量为     。

　分子式为C2H6O的结构有哪几种？写出各自的键线式。

                                                   

答案：正电荷  质量   电荷   相对质量   电荷数  最右侧   最大值  46

2种，　。

二、确定分子结构——波谱分析

1．红外光谱

(1)作用：初步判断某有机物分子中所含有的                       。

(2)原理：不同的化学键或官能团的吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。

例如：分子式为C2H6O的红外光谱上发现有O—H、C—H和C—O的吸收峰，可推知该分子的结构简式为            。

2．核磁共振氢谱

(1)作用：测定有机物分子中氢原子的类型和它们的相对数目。

(2)原理：处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图上出现的位置也不同，具有不同的化学位移，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＝                。

(4)示例分析：某未知物A的分子式为C2H6O，核磁共振氢谱如下图，则有

    种处于不同化学环境的氢原子，个数比为        ，说明该未知物A的结构简式为           。

3．X射线衍射

(1)原理：X射线是一种波长很短(约10－10m)的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。

(2)应用：将X射线衍射技术用于有机化合物(特别是复杂的生物大分子)晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。

答案：化学键或官能团   C2H5—OH   氢原子数   氢原子类型种类   氢原子数之比   3    3∶2∶1   CH3CH2OH

(1)根据实验式CH4O可以确定分子式为CH4O。 (　　)

(2)根据红外光谱可以确定有机物中化学键种类。 (　　)

(3)核磁共振氢谱中,有几个吸收峰就说明有几个氢原子。 (　　)

(4)CH3CH2CH2OH的核磁共振氢谱中,有3个吸收峰,且吸收峰面积之比为4∶3∶1。 (　　)

(5)某有机化合物的核磁共振氢谱图如图所示,该有机化合物有4种不同化学环境的氢原子,个数比为1∶1∶1∶1。              (　　)

【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×

1.常用于有机物分子式、结构式分析的仪器有哪几种?

【答案】质谱仪、核磁共振氢谱仪、红外光谱仪、X射线衍射仪等。

2.如何求算有机物相对分子质量?

【答案】(1)标态密度法:根据标准状况下气体的密度,求算该气体的相对分子质量:Mr=22.4×ρ。

(2)相对密度法:根据气体A相对于气体B的相对密度D,求算该气体的相对分子质量:MA=D×MB。

(3)混合物的平均相对分子质量:=。

(4)读图法:质谱图中,质荷比最大值即为该有机物的相对分子质量。

3.用质谱仪测定有机物A的相对分子质量,得到如图①所示质谱图。其核磁共振氢谱如图②所示。该分子的相对分子质量是多少?该物质的结构简式是什么?