研究有机物的一般步骤和方法 1．有机物的天然提取和人工合成往往得到的是混合物，假设给你一种这样的有机混合物让你研究，一般要采取的几个步骤是（） A．确定化学式→确定实验式→确定结构式→分离、提纯 B．分离、提纯→确定化学式→确定实验式→确定结构式 C．分离、提纯→确定结构式→确定实验式→确定化学式 D．分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式 2．能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是（） A．质谱 B．红外光谱 C．紫外光谱 D．核磁共振谱 3．利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可以判断该有机物分子拥有的（）A．同分异构体数 B．原子个数 C．基团种类 D．相对分子量 4．下列叙述不正确的是（） A．1个丙烯分子有8个σ键，1个π键 B．1、4—二甲苯核磁共振氢谱中有两组峰，且氢原子数之比为3∶2 C．丙氨酸分子属于手性分子C H3CH COOH NH2 D．分子式为C2H6O的红外光谱图上发现有C-H键和C-O键的振动吸收，由此可以初步推测有机物结构简式为C2H5-OH 5．某化合物6.2 g在O2中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和5.4 g H2O。下列说法正确的是A．该化合物仅含碳、氢两种元素 B．该化合物中碳、氢原子个数比为1 : 2 C．无法确定该化合物是否含有氧元素 D．该化合物中一定含有氧元素 6．某化合物由C、H两种元素组成，其中含碳的质量分数85.7％，在标准状况下，11.2L 此化合物气体的质量为14g。则此化合物的分子式为（） A．C2H4 B．C3H6 C．C6H6 D．CH4 7．某有机物X含C、H、O三种元素，现已知下列条件：①碳的质量分数；②氢的质量分数；③蒸汽的体积(已折算成标准状况下的体积)；④X对氢气的相对密度；⑤X的质量； ⑥X的沸点，确定X的分子式所需要的最少条件是（） A．①②⑥ B．①③⑤ C．①②④ D．①②③④⑤ 8．在有机物分子中，不同氢原子的核磁共振谱中给出的吸收峰也不同，根据吸收峰可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如二乙醚的结构简式为： CH3—CH2—O—CH2—CH3其核磁共振谱中给出的吸收峰有两个，如图1所示：
二、判断分子构型——价层电子对互斥理论（VSEPR） 现代化学的重要基础之一是分子（包括带电荷的离子）的立体结构。实验测出，SO3分子是呈平面结构的，O—S—O的夹角等于120o，而SO32－离子却是呈三角锥体，硫是锥顶，三个氧原子是三个锥角，象一架撑开的照相用的三角架。又例如SO2的三个原子不在一条直线上，而CO2却是直线分子等等。价层电子对互斥理论用以预测简单分子或离子的立体结构，我们不难学会用这种理论来预测和理解分子或离子的立体结构，并用来进一步确定分子或离子的结构。 价层电子对互斥理论认为，在一个共价分子中，中心原子周围电子对排布的几何构型主要决定于中心原子的价电子层中电子对的数目。所谓价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对。价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能地远些，这样电子对彼此之间的排斥力最小，整个分子最为稳定。这样也就决定了分子的空间结构。也正因此，我们才可以用价层电子对很方便地判断分子的空间结构。例如：甲烷分子（CH4），中心原子为碳原子，碳有4个价电子，4个氢原子各有一个电子，这样在中心原子周围有8个电子，4个电子对，所以这4个电子对互相排斥，为了使排斥力最小，分子最稳定，它们只能按正四面体的方式排布。这样就决定了CH4的正四面体结构。 利用VSEPR推断分子或离子的空间构型的具体步骤如下： ①确定中心原子A价层电子对数目。中心原子A的价电子数与配位体X提供共用的电子数之和的一半，就是中心原子A价层电子对的数目。例如BF3分子，B原子有3个价电子，三个F原子各提供一个电子，共6个电子，所以B 原子价层电子对数为3。计算时注意：(ⅰ)氧族元素（ⅥA族）原子作为配位原子时，可认为不提供电子（如氧原子有6个价电子，作为配位原子时，可认为它从中心原子接受一对电子达到8电子结构），但作为中心原子时，认为它提供所有的6个价电子。(ⅱ)如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43－离子中P原子的价层电子数应加上3，而NH4＋离子中N原子的价层电子数则应减去1。(ⅲ)如果价层电子数出现奇数电子，可把这个单电子当作电子对看待。如NO2分子中N原子有5个价电子，O原子不提供电子。因此中心原子N价层电子总数为5，当作3对电子看待。 ②确定价层电子对的空间构型。由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离。于是价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表所示：
学习资料 二、判断分子构型——价层电子对互斥理论（VSEPR） 现代化学的重要基础之一是分子（包括带电荷的离子）的立体结构。实验测出，SO3分子是呈平面结构的，O—S—O的夹角等于120o，而SO32－离子却是呈三角锥体，硫是锥顶，三个氧原子是三个锥角，象一架撑开的照相用的三角架。又例如SO2的三个原子不在一条直线上，而CO2却是直线分子等等。价层电子对互斥理论用以预测简单分子或离子的立体结构，我们不难学会用这种理论来预测和理解分子或离子的立体结构，并用来进一步确定分子或离子的结构。 价层电子对互斥理论认为，在一个共价分子中，中心原子周围电子对排布的几何构型主要决定于中心原子的价电子层中电子对的数目。所谓价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对。价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能地远些，这样电子对彼此之间的排斥力最小，整个分子最为稳定。这样也就决定了分子的空间结构。也正因此，我们才可以用价层电子对很方便地判断分子的空间结构。例如：甲烷分子（CH4），中心原子为碳原子，碳有4个价电子，4个氢原子各有一个电子，这样在中心原子周围有8个电子，4个电子对，所以这4个电子对互相排斥，为了使排斥力最小，分子最稳定，它们只能按正四面体的方式排布。这样就决定了CH4的正四面体结构。 利用VSEPR推断分子或离子的空间构型的具体步骤如下： ①确定中心原子A价层电子对数目。中心原子A的价电子数与配位体X提供共用的电子数之和的一半，就是中心原子A价层电子对的数目。例如BF3分子，B原子有3个价电子，三个F原子各提供一个电子，共6个电子，所以B 原子价层电子对数为3。计算时注意：(ⅰ)氧族元素（ⅥA族）原子作为配位原子时，可认为不提供电子（如氧原子有6个价电子，作为配位原子时，可认为它从中心原子接受一对电子达到8电子结构），但作为中心原子时，认为它提供所有的6个价电子。(ⅱ)如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43－离子中P原子的价层电子数应加上3，而NH4＋离子中N原子的价层电子数则应减去1。(ⅲ)如果价层电子数出现奇数电子，可把这个单电子当作电子对看待。如NO2分子中N原子有5个价电子，O原子不提供电子。因此中心原子N价层电子总数为5，当作3对电子看待。 ②确定价层电子对的空间构型。由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离。于是价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表所示： 仅供学习与参考
中药化学成分单体化合物结构鉴定方法和程序 黄峰中药学 2110948107 摘要：中药化学成分单体化合物的结构鉴定是深入探讨有效成分的生物活性、构效关系、体内代谢以及进行结构改造、人工合成等的前提条件，本文主要对中药化学成分单体化合物结构鉴定的程序做一个综述，并对所涉及的色谱法、光谱法等在结构鉴定中的运用做一个具体探讨。 关键词：化学成分；结构鉴定；色谱法；光谱法 前言 中医药现代化是当今我国政府大力倡导和中医药领域各位同仁共同努力的奋斗目标，同时也是中华民族文化，尤其是中医药走向世界的重要特征之一。中药中发挥各种药理作用的物质基础（如其中的生理活性成分和有效成分）的认知不仅是阐明中药作用机制的基础，也是中医药能够走向世界的关键。 从中药中经过提取、分离、精制得到的有效成分，运用各种物理或化学的科学技术鉴定或测定其化学结构，才能为深入探讨有效成分的生物活性、构效关系、体内代谢以及进行结构改造、人工合成等研制提供必要的依据。因此，研究清楚中药中的化学成分是现代科学技术发展和中药现代化的关键步骤。 因此，研究清楚中药的化学成分是现代科学技术发展和中药现代化的关建步骤。本文主要对中药化学成分单体化合物结构鉴定方法和程序做一个综述，以在这个基础上，运用我们所学的知识对中药未知化学成分单体化合物进行探索。 1 单体化合物结构鉴定的一般程序 1.1纯度检测 在进行有效成分的结构研究之前，必须对该成分的纯度进行检验，以确定其为单体化学成分，这是鉴定或测定化学结构的前提。一般常用各种色谱法进行纯度检测，此外，固体物质还可通过测定其熔点，考察其熔距的大小作为纯度的参考[1]。液体物质还可通过测定沸点、沸程、折光率及比重等判断其纯度[2]。对已知物质来说无论是固体还是液体物质，如其比旋度与文献数据相同，则表明其已是或接近纯品。 用于纯度检测的物理常数的测定包括熔点、沸点、比旋度、折光率和比重等的测定。固体纯物质的熔点，其熔距应在0.5度~1.0度的范围内，如熔距过大，
考点48有机物分子式和结构式的确定 复习重点 1．了解确定有机物实验式、分子式的方法，掌握有关有机物分子式确定的计算； 2．有机物分子式、结构式的确定方法 难点聚焦 一、利用有机物燃烧反应的方程式进行计算 有关化学方程式 烷烃＋＋＋烯烃或环烷烃＋点燃 点燃 C H O nCO (n 1)H O C H +3n 2 O CO nH O n 2n+2222n 2n 222312 n +?→???→?? 炔烃或二烯烃＋＋－点燃C H O nCO (n 1)H O n 2n 2222--?→??312n 苯及苯的同系物＋＋－点燃 C H O nCO (n 3)H O n 2n 6222--?→??332n 饱和一元醇＋＋饱和一元醛或酮＋＋点燃 点燃 C H O +3n 2 nCO (n 1)H O C H O O nCO nH O n 2n+222n 2n 222O n 2312 ?→??-?→?? 饱和一元羧酸或酯＋＋点燃 C H O O nCO nH O n 2n 2222322n -?→?? 饱和二元醇＋＋ ＋点燃 C H O O nCO (n 1)H O n 2n+22222312n -?→?? 饱和三元醇＋＋＋点燃 C H O O nCO (n 1)H O n 2n+23222322n -?→?? 由上可知，相同碳原子数的烯烃(环烷烃)与一元饱和醇完全燃烧时，耗氧量相同(把 C H O C H H O n 2n+2n 2n 2看成·：相同碳原子数的炔烃(二烯烃)与醛(酮)及饱和二元醇完全 燃烧时，耗氧量相同(醛：C H O C H H O n 2n n 2n 22→·-饱和二元醇： C H O C H 2H O n 2n+22n 2n 22→·-)；相同碳原子数的羧酸(酯)与三元醇完全燃烧，耗氧量相
《分子的空间构型》 ———教学设计
【课题】 2.2共价键与分子的空间构型 课程基本安排 【教材出处】鲁科版高中化学选修三 【课时安排】3课时 【教学对象】高中二年级理科学生 【授课教师】 教学设计背景分析 【课标分析】 根据《普通高中化学课程标准》中内容标准的要求，学生在学完本章内容后要知道化学键包含的内容有共价键，离子键，配位键和金属键，知道它们的形成方式及特征，用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，了解简单分子的构型，会用杂化理论判断分子，了解分子间作用力的特性以及氢键的形成，知道具有氢键的化合物所具有的特性。《物质与结构》这本书并不要求全部掌握，学生可以根据自己的能力和兴趣爱好来学习！ 【教材分析】 1．教材的地位与作用 本节课是鲁科版高中化学选修三第二章第二节的内容，本节课主要介绍常见的简单分子的空间构型和分子的对称性等的性质，通过杂化理论来判断分子的空间构型。教材在设计上先是通过联想和质疑的
方式让学生思考，为什么甲烷，氨分子和苯环等分子的空间构型不同。然后让学生带着这样的疑问，通过用塑料或橡胶制成的棍棒来搭建甲烷的构型的活动探究，确定其空间构型为正四面体，又提出疑问它们的构型是怎么形成的，从而引出杂化轨道理论，价电子对互斥理论和等电子原理的概念，接着再应用杂化轨道理论判断出氨分子和苯分子的空间构型，再通过分子的空间构型来了解分子的性质。 【学情分析】 学习本章内容之前学生已经学习了原子结构以及共价键的概念，再深入讨论分子的空间构型；同时也知道简单分子比如甲烷，氨气等的分子空间构型。 根据皮亚杰认知发展理论，高二学生大多处在16、17岁，他们已经普遍具备了抽象思维的能力，可以进行较高级的抽象与概括，学生具有丰富的想象力和创造力，有较强的成就欲望，渴望用所学知识解决心中的“为什么”。 物质与结构这本教材中都是抽象的知识，这些知识不形象，学生可能会对这部分内容没有兴趣，学习起来会有一定困难。但是通过科学探究的方式进行教学，能使学生对化学学习产生兴趣，因此比较适合通过科学探究的方式进行教学。 教学设计 共价键与分子的空间构型 【教学目标】
有机物分子结构的鉴定 ■教材：人教社高中化学选修5 ■任课教师：牛桓云（北医附中） 〖教学设计说明〗 本节为课程标准增加了仪器分析的一节，内容新。是本章最后一节《研究有机物方法和步骤》的第三课时，学生已经具备了有机化学初步知识，掌握了典型有机化合物代表物如甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸的的结构与性质，了解常见有机物官能团名称和结构简式，掌握了碳链异构、位置异构、官能团异构。本节首先介绍人们研究有机化合物的一般步骤和方法，使学习者有个总体的认识；然后再分步按顺序介绍具体的研究内容和研究方法；从介绍元素分析开始以未知物A(乙醇)为例介绍运用化学和物理方法确定有机物结构的一般步骤：有机物最简式→相对分子质量→官能团→分子结构。整体逻辑结构如下图： 步骤方法
课标要求：对于质谱的教学，不要求学生会看质谱图，但应该知道质荷比最大的分子碎片为“分子离子峰”，其对应的质荷比值就是样本的相对分子质量。对于红外光谱的教学，不要求学生会看红外光谱图，更不要求记住各官能团的吸收频率。对于核磁共振氢谱的教学，只需要学生了解，不要求记忆核磁共振频率，但能根据简化的核磁共振图谱判断氢原子的种类与个数比。初步了解现代分析技术在有机化学研究中的应用，提高科学素养和探究能力。显然知识要求较低，重在其意义。 基于这些认识，我在教学中充分利用教材的图文素材对学生进行阅读训练，教会学生如何读图、提取所需信息，明确每种图谱能解决什么问题。明确质谱、红外光谱、核磁共振氢谱到底能做什么？它们是鉴定有机分子结构的常用现代先进工具。其中核磁共振氢谱在后续“烃的含氧衍生物”一章中多次出现，也是学生解题时判断同分异构体、确定有机物结构的一个重要依据，教学时在巩固练习中让学生在理解的基础上加以应用。 由于图谱分析属于现代仪器分析在化学结构分析中的应用，首次出现在新教材中，把握难度是最重要的，教学设计时充分考虑学生的认知水平，循序渐进，层层递进，逐步让学生对三种图谱有所认识，不觉得难，也不觉得神秘，而要让学生感觉到现代科学仪器分析在化学结构分析中的应用，方便快捷，精确。首先从学生熟悉的醛基检验实验入手，提出化学实验检验结构的弊端，引入现代仪器分析方法的优点，引起学生兴趣，而以后设计三个环节，层层递进。 环节一：以未知物A乙醇为例逐一介绍讲解质谱、红外光谱、核磁共振氢谱的原理，谱图是什么样的？从每种谱图中能看到什么信息？如何利用这些信息进行有机物结构分析。根据质谱图，我们可以快速精确地得到未知物A相对分子质量，但此时学生会发现并不能判断未知物A的分子结构，继续介绍红外光谱，从红外光谱谱图，可以得到官能团和化学键的信息，结合质谱图所得到的相对分子质量，引导学生如何把质谱和红外光谱的信息进行
判断分子空间几何构型的简单方法 电子对数目成键电子对 数目孤电子对数 目 分子的空间 构型 实例 2 2 0 直线型二氧化碳 3 3 0 三角形三氟化硼 2 1 V型二溴化锌4 4 0 四面体甲烷 3 1 三角锥氨气 2 2 V型水 5 5 0 三角双锥五氯化磷 4 1 变形四面体四氟化硫 3 2 T型三氟化溴 2 3 直线型二氟化氙6 6 0 八面体六氟化硫 5 1 四角锥五氟化碘 4 2 正方形四氟化氙以下用G表示电子对数目，V表示分子中所有原子最外层电子数的和，n表示配位原子中除了氢原子以外的其它原子的个数，m表示孤电子对数目，r表示配
位原子中氢原子的个数。 当配位原子中没有氢原子且V≥16时：V=8n＋2m，G=m＋n 例：CO2分子构型的判断 V=4＋6×2=8n＋2m，这里n=2，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋2=2，所以CO2的分子构型为直线型 BF3分子构型的判断 V=3＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋3=3，所以BF3的分子构型为三角形 PCl5分子构型的判断 V=5＋7×5=8n＋2m，这里n=5，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋5=5，所以PCl5的分子构型为三角双锥 SF4分子构型的判断 V=6＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=1, ∴G=m＋n=1＋4=5，所以SF4的分子构型为变形四面体 BrF3分子构型的判断 V=7＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=2, ∴G=m＋n=2＋3=5，所以BrF3的分子构型为T型 SF6分子构型的判断 V=6＋7×6=8n＋2m，这里n=6，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋6=6，所以SF6的分子构型为八面体 XeF4分子构型的判断
第1章第4节第3课时 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．以下关于红外光谱说法中正确的是() A．在有机物分子中，组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当 B．不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团信息 C．通过红外光谱图的分析可以知道有机物的相对分子质量 D．通过红外光谱图的分析可以知道有机物中氢原子所处的化学环境 【答案】AB 2．下列说法正确的是() A．核磁共振氢谱图上可以推知有机物分子中几种不同类型的氢原子及它们的数目B．红外光谱是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子 C．质谱法具有快速、微量、精确的特点 D．紫外光谱可以确定有机物中的化学键和官能团 【答案】AC 3．在有机物分子结构的鉴定中常用核磁共振氢谱分析法来测定有机化合物分子() A．相对分子质量 B．含有何种化学键或官能团 C．氢原子在碳骨架上的位置和数目 D．键长、键角及分子的三维结构 【答案】 C 4．化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式C8H8O2。A 的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1∶2∶2∶3，A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于A的下列说法中，正确的是()
A．A分子属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应 B．A在一定条件下可与4mol H2发生加成反应 C．符合题中A分子结构特征的有机物只有一种 D．与A属于同类化合物的同分异构体只有2种 【答案】 A 5．核磁共振氢谱是指有机物分子中的氢原子核所处的化学环境(即其附近的基团)不同， 表现出的核磁性就不同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置(化学位移，符号 为δ)也就不同。现有一物质的核磁共振氢谱如图所示： 则该物质可能是下列中的() A．CH3CH2CH3B．CH3CH2CH2OH C．CH3CH2CH2CH3D．CH3CH2CHO 【答案】 B 6．在核磁共振氢谱中出现两个峰，其氢原子个数比为3∶2的化合物是() 【答案】 D 7．通过核磁共振氢谱可以推知(CH3)2CHCH2CH2OH有多少种化学环境的氢原子() A．6B．5C．4D．3
第六节简单分子的空间结构 在前面几节，我们学习了几种常见的空间模型，本节将着重探讨简单分子的空间构型。这里会涉及不少杂化理论、价层电子互斥理论、离域π键和等电子体原理，本节不着重探讨，请大家参考有关竞赛和大学参考书，或是《高中化学竞赛辅导习题集——三维化学》选编的某些内容。下表是通过杂化理论和价层电子互斥理论确定的常见分子的空间构型，供大家参考。
【讨论】给出一个分子或离子，我们一般先找出中心原子，确定它的成键电子对数和孤电子对数，判断杂化类型和电子对构型，再判断分子或离子的构型。由于等电子体具有类似的空间结构，我们也可以据此判断复杂的分子或离子的空间构型。我们结合以下例题具体讨论。 【例题1】磷的氯化物有PCl3和PCl5，氮的氯化物只有NCl3，为什么没有NCl5？白磷在过量氯气（其分子有三种不同的相对分子质量）中燃烧时，其产物共有几种不同分子。① 【分析】PCl5中心原子P有3d轨道，能与3s、3p轨道一起参与杂化，杂化类型为sp3d，构型为三角双锥。第二问是通过同位素来考察三角双锥的空间构型：“三角”是一个正三角形的三个顶点，等价的三个点；“双锥”是对称的两个锥顶。P35Cl5的37Cl的一取代物可在角上和锥顶上2种情况；37Cl的二取代物可在两个角上、两个锥顶上和一个角一个锥顶上3种情况；利用对称性，三取代物、四取代物与二取代物、一取代物是相同的。共计有(1＋2＋3)×2＝12种。 【解答】N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5。 12种。 【练习1】PCl5是一种白色固体，加热到160℃不经过液态阶段就变成蒸气，测得180℃下的蒸气密度（折合成标准状况）为9.3g/L，极性为零，P－Cl键长为204pm和211pm两种。继续加热到250℃时测得压力为计算值的两倍。PCl5在加压下于148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得P－Cl 的键长为198pm和206pm两种。（P、Cl相对原子质量为31.0、35.5）回答如下问题： ①180℃下，PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体结构。 ②在250℃下PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体结构。 ③PCl5熔体为什么能导电？用最简洁的方式作出解释。 ④PBr5气态分子结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，但经测定其中
第2课时元素分析——相对分子质量的测定和分子结构的鉴 定 ??见学生用书P 018 1．能够快速、微量、精确地测定相对分子质量的物理方法是() A．质谱B．红外光谱 C．紫外光谱 D．核磁共振氢谱 答案 A 解析质谱用于测定相对分子质量，红外光谱用于测定分子中含有何种化学键或官能团，紫外光谱主要用于确定有机物中是否存在双键，或是否为共轭体系，核磁共振氢谱用于测定有机物有几种不同化学环境的氢原子及它们的数目。 2．能够测定分子结构和化学键的方法是() A．质谱B．红外光谱 C．紫外光谱 D．核磁共振氢谱 答案 B 解析质谱法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子
质量的方法；紫外光谱法是用紫外分光光度法测定试样中某一组分的含量的方法；红外光谱是测定分子结构和化学键的方法；核磁共振氢谱是测定有机物分子中不同类型氢原子及其数目的一种方法。 3．在核磁共振氢谱中，只有一个吸收峰的物质是() A．CH3CH2OH B．HCOOCH3 C．CH3COCH3D．CH2===CH—CH3 答案 C 解析核磁共振氢谱中只有一个吸收峰，说明该分子中的H原子都是等效的，只有1种H原子。CH3CH2OH的核磁共振氢谱中有3个峰，故A项错误；HCOOCH3的核磁共振氢谱中有2个峰，故B 项错误；CH3COCH3的核磁共振氢谱中有1个峰，故C项正确；CH2===CH—CH3的核磁共振氢谱中有3个峰，故D项错误。 4．二氟甲烷是性能优异的环保产品，它可替代某些会破坏臭氧层的“氟利昂”产品，用作空调、冰箱和冷冻库等中的制冷剂。试判断二氟甲烷的核磁共振氢谱共有多少个峰() A．4B．3 C．2D．1 答案 D 解析二氟甲烷的结构中只有一种氢原子，故其核磁共振氢谱只有1个峰。 5．完全燃烧某可燃物2.3 g，只生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水，则该可燃物的组成为() A．一定属于烃 B．一定含碳、氢元素，可能含氧元素 C．一定含碳、氢、氧三种元素 D．所含元素大于三种 答案 C
判断分子空间几何构型的简单方法
以下用G表示电子对数目，V表示分子中所有原子最外层电子数的和，n表示配位原子中除了氢原子以外的其它原子的个数，m表示孤电子对数目，r表示配位原子中氢原子的个数。 当配位原子中没有氢原子且V≥16时：V=8n＋2m，G=m＋n 例：CO2分子构型的判断 V=4＋6×2=8n＋2m，这里n=2，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋2=2，所以CO2的分子构型为直线型 BF3分子构型的判断 V=3＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋3=3，所以BF3的分子构型为三角形 PCl5分子构型的判断 V=5＋7×5=8n＋2m，这里n=5，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋5=5，所以PCl5的分子构型为三角双锥 SF4分子构型的判断 V=6＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=1, ∴G=m＋n=1＋4=5，所以SF4的分子构型为变形四面体 BrF3分子构型的判断 V=7＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=2, ∴G=m＋n=2＋3=5，所以BrF3的分子构型为T型 SF6分子构型的判断
V=6＋7×6=8n＋2m，这里n=6，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋6=6，所以SF6的分子构型为八面体 XeF4分子构型的判断 V=8＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=2, ∴G=m＋n=2＋4=6，所以XeF4的分子构型为正方形 当配位原子中有氢原子且V＜16时：V=2r＋8n＋2m， G=m＋n＋r。例：CH4分子构型的判断 V=4＋1×4=2r＋8n＋2m，这里r=4，n=0，∴m=0，∴G=m＋n＋r=0＋0＋4=4，所以CH4的分子构型为四面体NH3分子构型的判断 V=5＋1×3=2r＋8n＋2m，这里r=3，n=0，∴m=1， ∴G=m＋n＋r=1＋0＋3=4，所以NH3的分子构型为三角锥 H2O分子构型的判断 V=6＋1×2=2r＋8n＋2m，这里r=2，n=0，∴m=2， ∴G=m＋n＋r=2＋0＋2=4，所以H2O的分子构型为V型 HClO分子构型的判断 V=1＋7＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=2， ∴G=m＋n＋r=2＋1＋1=4，所以HClO的分子构型为V型HNO分子构型的判断 V=1＋5＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=1， ∴G=m＋n＋r=1＋1＋1=3，所以HNO的分子构型为V型
高中化学第1章第4节第2课时有机物分子式与分子结构的确定 教案新人教版选修5 第2课时有机物分子式与分子结构的确定目标与素养：1.了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，能确定有机化合物分子式。(证据推理)2.知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机化合物的分子结构。(科学探究)3.初步了解质谱、红外光谱、核磁共振氢谱的原理及用途。(宏观辨识) 一、元素分析与相对分子质量的测定 1．元素分析 (1)定性分析：确定有机物分子的元素组成。 用化学方法鉴定有机物分子的元素组成。如燃烧后，一般C生成CO2、H生成H2O、N生成N2、S生成SO2、Cl生成HCl。 (2)定量分析法(李比希法) 例如：某含C、H、O三元素的未知物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%。则： ①氧的质量分数为34.70%； ②C、H、O的原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)＝2∶6∶1； ③该未知物的实验式为C2H6O。 2．相对分子质量的测定——质谱法 (1)原理 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。分子离子、碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场的作用下到达检测器的时间将因质量的不同而先后有别，其结果被记录为质谱图。
(2)质荷比 指分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值。质谱图中，质荷比的最大值就表示了样品分子的相对分子质量。 例如，由图可知，样品分子的相对分子质量为46。 二、分子结构的鉴定 1．红外光谱 (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：不同的化学键或官能团吸收频率不同，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键，C—H键和C—O键，可推知该分子的结构简式为C2H5—OH。 2．核磁共振氢谱 (1)作用：测定有机物分子中氢原子的种类和数目。 (2)原理：处在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，在谱图上出现的位置也不同，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比。 (3)分析：吸收峰数目＝氢原子种类，吸收峰面积比＝氢原子数之比。 例如，C2H5—OH的核磁共振氢谱有三个峰，面积之比为1∶2∶3。而CH3OCH3的核磁共振氢谱有一个峰。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)燃烧后只产生CO2和H2O的物质不一定只含有碳、氢两种元素。 (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)根据核磁共振氢谱可推知分子中有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目。 [答案](1)√(2)√(3)×(4)√ 2．如图是某有机物核磁共振氢谱图，则该有机物的结构简式是( )
第17讲 确定有机物分子结构的一般方法 【知能整合】 1． 有机物分子结构的确定——化学方法 由于有机化合物中存在同分异构现象，除少数的分子式只对应一种结构外，一般一种分子式对应有多种结构。我们常从以下两方面确定其结构： (1)根据有机物的特殊反应，确定物质分子中的官能团，从而进一步确定其结构。常见有机物中，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的烃类物质有烯烃、炔烃、苯的同系物；能与溴水产生白色沉淀有机物是苯酚；能发生与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的物质有醛类、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等；能与碳酸钠反应产生气体的有机物是羧酸。 (2) 有机物实验式的确定 ①实验式(又叫最简式)是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子。 ②若有机物分子中 w (C)＝a %、w (H)＝b %、w (O)＝c %，则：N (C) : N (H) : N (O)＝16 %:1%:12%c b a ，即可得到实验式。实验式也可以通过燃烧产物的物质的量等方法确定。确定实验式前必须先确定元素的组成，如某有机物完全燃烧的产物只有 CO 2 和 H 2O ，则其组成元素可能为C 、H 或 C 、H 、O ；若燃烧产物 CO 2 中的碳元素的质量和燃烧产物 H 2O 中氢元素的质量之和等于原有机物的质量时，则原有机物组成中不含O 元素。 (3)确定有机物分子式和结构式的过程可简单归纳如下： 2． 有机物分子结构的确定——物理方法(波谱法) 化学方法以官能团的特征反映为基础，鉴定出官能团，还要制备它的衍生物以进一步确认其结构。当化合物结构比较复杂时，往往要耗费大量时间。物理方法（波谱法）具有微量、快速、准确、信息量大等特点。(1)质谱——可快速、准确测定有机物的相对分子质量。(2)红外光谱——可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。⑶核磁共振氢谱——可推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目之比。
经过分级纯化的多糖在测定结构前须检查其纯度及测定分子量。 检查纯度最常用的判断方法： （1）用G C 、HPLC测定组成多糖的单糖的摩尔比是否恒定。 用不同的柱型测定结果更为可靠。 （2）电泳只出现一条带。 如可用聚丙烯酰胺凝胶电泳、乙酸纤维素薄膜电泳及玻璃纤维纸电泳。对于中性多糖可采用高压电泳，以硼酸盐为缓冲液，可增大其迁移速度。 （3）凝胶柱层析图呈现对称的单峰。若有“拖尾”现象，说明其均一性不够好。 阴离子交换层析纯化 用DEAE一纤维素52(2.6x100cm)柱层析,0.lmol/LNaCl洗脱,流速6ml/h,按2ml一管分部收集,苯酚一硫酸法逐管检测,绘制收集体积与糖含量之间的关系曲线。看是否有单一对称峰。 按照Ye等报道,采用DEAE一52一纤维素交换柱层析法(2.6x30cm)对鲍氏层孔菌菌丝体粗多糖进行初步分离。DEAE一纤维素凝胶预处理:称取DEAE一52一纤维素凝胶干粉,加入约10倍体积质量比(ml/g)的0.5mol/LNa0H溶液浸泡30分钟,倒出上清液,用大量去离子水反复浸洗至pH值近中性;再用相同体积的0.5mol/LHCI溶液浸泡30分钟,倒出上清液,用大量去离子水反复浸洗至pH值近中性;最后用相同体积的0.5mol/lNaOH溶液再浸泡30分钟,用大量去离子水反复浸洗至pH值中性。处理完毕后,进行湿法装柱,用去离子水0.5mol/LNaCl溶液,去离子水依次分别平衡(流速1.0ml/min)2一3个柱体积备用. 糖样100mg溶于5ml的去离子水中,离心除去不溶物,上样于DEAE一52一纤维素阴离子层析柱(2.6x30cm,Cl-1型),分别采用去离子水0.1和0.3mol/LNaCI溶液进行分段梯度洗脱,流速1.0ml/min,自动收集器分部收集(10ml/管),每梯度20管。用硫酸一苯酚法跟踪检测各管多糖含量(490nm处吸收值),以收集的管数为横坐标。吸光值(490nm)为纵坐标绘制DEAE 一52一纤维素色谱柱洗脱曲线。依据洗脱峰型,合并相同组分,50℃旋转蒸发浓缩,对去离子水透析48h以去除NaCI及小分子杂质,最后将透析内液冷冻干燥,得初步纯化产品。 初步纯化多糖得率计算公式: 多糖得率(%)=纯化多糖质量/粗多糖质量x100% 葡聚糖凝胶层析纯化 采用Sephadex G-100凝胶层析法对DEAE-52一纤维素初步纯化的不同组分的多糖样品进一步纯化。葡聚糖凝胶(sephadexG一100)的预处理:称取sephadexG一100凝胶干粉,加入30倍体积质量比(ml/g )的去离子水,沸水浴5小时使其溶胀。冷却后用去离子水反复浸洗,减压脱气后进行湿法装柱,用0.1MNa2SO4;溶液平衡(流速0.25ml/min)2一3个柱体积备用。
分子的空间构型 【学习目标】 1、理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型； 2、学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型； 3、掌握价层电子对互斥理论，知道确定分子空间构型的简易方法； 【学习重点】杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子空间构型的简易方法 【学习难点】杂化轨道理论、价层电子对互斥理论 【学习方法】讲解法、归纳法 【课时安排】1课时 【教学过程】 〖复习回顾〗 1、共价键的类型分为（成键方式“头碰头”）和（成键方式“肩并肩”） 2、描述共价键的键参数分别为、、。〖你知道吗〗 1、C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子为什么具有正四面体的空间构型？ 2、为什么H2O分子是“V”型、键角是104.5°，而不是“直线型”或键角是“90°”？ 一、杂化轨道理论（1931年，美国化学家鲍林L.Pauling提出） 基本要点：①.成键时能级相近的价电子轨道混合杂化，形成新的价电子轨道—杂化轨道。 ②.杂化前后轨道数目不变。 ③.杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。 1、等性sp3杂化型（CH4） 轨道排布式： 电子云示意图： 正四面体 （1）能量相近的原子轨道才能参与杂化； （2）杂化后的轨道一头大，一头小，电子云密度大的一端与成键原子的原子轨道沿键轴方向重叠，形成σ键；由于杂化后原子轨道重叠更大，形成的共价键比原有原子轨道形成的共价键稳定，所以C原子与H原子结合成稳定的CH4，而不是CH2。
2、等性sp2杂化型（BF3） 用轨道排布式表示B原子采取sp2杂化轨道成键的形成过程： 电子云示意图： 3、等性sp杂化型（气态BeCl2） 用轨道排布式表示Be原子采取sp杂化轨道成键的形成过程： 电子云示意图： 【例题选讲】 例1：根据乙烯、乙炔分子的结构，试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。 例2：试用杂化轨理论解释石墨、苯的结构 4.杂化的分类: 由原子轨道组合成一组简并杂化轨道的杂化过程称为等性杂化。完全由一组具有未成对电子的原子轨道或空轨道参与的杂化都是等性杂化。 如果杂化后所得到的一组杂化轨道并不完全简并，则称为不等性杂化。有孤对电子 ．．．．参与的杂化都是不等性杂化。 5．小结：几种常见的杂化轨道类型 杂化类型sp sp2 sp3 杂化轨道排布直线形三角形四面体杂化轨道中孤对电子数0 0 0 1 2 分子空间构型直线形平面三角形正四面体三角锥形V 形 实例BeCl2 乙炔乙烯 BF3 CH4 CCl4 NH3 H2O 键角180°120°109.5°107.3°104.5°
手性分子绝对构型的确定 手性分子可以分为下面几种类型：中心手性分子，轴手性分子，平面手性分子及螺旋手性分子。 下面用R/S 命名法依次对它们进行命名。 中心手性分子： 如果一个原子连接四个不同的基团，则称这个原子具有手性。常见的有C, N, P, S, Si, As 等原子。 判断方法：先将与手性原子相连的四个原子（团）按次序规则进行排列，然后将次序最小的原子（团）放在距观察者最远的位置，再观察其他3个原子（团）的排列次序，若由大到小的排列次序为顺时针方向，则R 为型，若为逆时针方向，则为S 型. e a 假定原子的优先次序为a >b > d >e b d 为顺时针方向，R 型 b d 为逆时针方向，S 型 轴手性分子：四个基团围绕一根轴排列在平面之外的体系，当每对基团不同时，有可能是不对称的。轴手性分子可分为以下几种类型： 丙二烯型分子：螺环型分子： 环外双键型分子： 联苯型分子： C 3 3 H 3 3 H 3 （远端） 逆时针方向，R 型 顺时针方向，R 型 （近端）逆时针方向，S 型 （近端）逆时针方向，S 型 从左向右看： 从左向右看： （远端） 判断方法：从左向右看，先看到的基团为近端，用实线表示，后看到的基团为远端，用虚线 表示，然后从近端的大基团看到近端的小基团再看到远端的大基团（不看远端的小基团），若为顺时针方向，则为则R 为型，若为逆时针方向，则为S 型. 平面手性分子：平面手性通过对称平面的失对称作用而产生，其手性取决与平面的一边与另
一边的差别，还取决与三个基团的种类。判断方法：第一步是选择手性平面，第二步是确定平面的优先边，这个优先边可以通过按标准的顺序规则在直接连接到平面原子的原子中找到哪一个是最优先的来确定。连接到平面的一套原子中的最优先原子，即先导原子或导向原子标记了平面的优先边（标记为1号），第二优先（标记为2号）给予手性平面直接与1号基团成轴连接的原子，等等，对于1-2-3为顺时针方向，则为R p 为型，若为逆时针方向，则为S p 型. 例如： S p 型R p 型 螺旋手性分子：螺旋性是手性的一个特例，其中分子的形状就像右的或左的螺杆或盘旋扶梯，从旋转轴的上面观察，看到的螺旋是顺时针方向的定为P 构型，而逆时针方向的定为M 构型. 例如： M 型 几个例子： 22 3 从上往下看： 顺时针方向,R 构型 近端 远端 从左向右看： R S 参考文献 《有机结构理论》，图书馆藏书
生物大分子的结构与功能 专业：生物化学与分子生物学姓名：韩江微学号：08841015 物质结构与性能的关系间题, 是辩证思维的重要命题之一。而分子生物学正是研究生物大分子的各种结构—化学结构、几何空间结构及分子内部各基因相互作用的本质与其宏观的化学性质、物理性质及生物学活性间相互联系的科学。经典的化学结构理论指出物质的内部结构完全决定了它的典型化学反应性能, 同时也决定了许多其它方面的性能反过来, 通过这些典型化学性能的研究, 原则上也能定出化学结构, 甚至主体结构的一些轮廓蛋白质分子是由20种氨基酸构成的, 但氨基酸和蛋白质的性能有很大的差别, 蛋白质分子具有运输、保护、运动、催化等生命物质的功能。比如, 血红蛋白是机体血液中运输氧气的蛋白, 组成皮肤的胶原蛋白, 具有保护作用。肌肉的运动是靠肌球蛋白和肌动蛋白的滑动来实现,肌体中成千上万种的生理生化反应是靠一种特殊的蛋白质—酶来催化等, 而氨基酸分子则没有这些功能, 这说明当分子与分子以某种分工结合时, 就会表现出原有的分子不曾有的崭新性质和功能, 绝不是它的组成成份简单的加和。再如, 核酸是由四种核昔酸构成, 核苷酸是小分子物质, 并不表现出任何生命物质的特征, 一且这些小分子结合成核酸分子, 其性质就出现了从无生命物质向生命物质的飞跃。 氨基酸和蛋白质、核昔酸和核酸的结构与功能的不同, 是由组成大分子的小分子的数量、连接方式及小分子间的相互作用引起的, 蛋白质分子中, 由于个别氨基酸的改变或排列顺序的差异, 就可影响其肽链的折叠, 从而影响其生物功能。DNA分子中,若有一个核苷酸发生改变, 或增、减一个核苷酸, 就可引起基因突变, 使生物的某些特性或性状发生改变例如, 镰刀型贫血病,是由于病人血红素分子β-链的第六位谷氨酸被撷氨酸代替所引起的, 这种氨基酸的改变归根到底是由于编码这种蛋白质的基因突变引起的, 结果使患者的红血球在氧气缺乏时呈镰刀状, 易胀破发生溶血, 运氧机能降低, 引起头昏、胸闷等贫血症状。 生物大分子的结构有平面结构和立体结构, 象蛋白质在完成其生物功能时一般是以立体构象存在的,若加上某些变性因子, 使其立体结构变成线型的平面结构, 则生物功能就完全丧失。如蛋白质在溶液中若温度上升到60℃以上, 生物活性便逐渐丧失, 直至完全丧失。在蛋白质分子构象研究中发现, 具备三级结构
高考化学一轮复习测试卷及解析（51）： 判断同分异构体的五种常用方法和有机分子结构的测定 一、确定同分异构体数目的五种常用方法 1．等效氢法 在确定同分异构体之前，要先找出对称面，判断“等效氢”，从而确定同分异构体数目。 有机物的一取代物数目的确定，实质上是看处于不同位置的氢原子数目。可用“等效氢法”判断。 判断“等效氢”的三条原则是： (1)同一碳原子上的氢原子是等效的；如CH4中的4个氢原子等同。 (2)同一碳原子上所连的甲基是等效的；如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等同。 (3)处于对称位置上的氢原子是等效的，如CH3CH3中的6个氢原子等同；乙烯分子中的4个H等同；苯分子中的6个氢等同；CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等同。 【典例导悟1】下列有机物一氯取代物的同分异构体数目相等的是() A．①和②B．②和③C．③和④D．①和④ 2．换位思考法 将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考。如乙烷分子中共有6个H原子，若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷有多少种？假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子，而H原子看成Cl原子，其情况跟一氯代烷完全相同，故五氯乙烷也有一种结构。同理，二氯乙烷有两种结构，则四氯乙烷也有两种结构。 典例导悟2已知化学式为C12H12的物质其结构简式为CH3CH3，该环上的二溴代物有9种同分异构体，由此推断该环上的四溴代物的同分异构体数目有() A．4种B．9种C．12种D．6种 3．基团位移法 该方法比等效氢法更直观，该方法的特点是，对给定的有机物先将碳键展开，然后确定该有机物具有的基团并将该基团在碳链的不同位置进行移动，得到不同的有机物。需要注意的是，移动基团时要避免重复。此方法适合烯、炔、醇、醛、酮等的分析。 【典例导悟3】分子式为C5H10的链状烯烃，可能的结构有() A．3种B．4种C．5种D．6种 4．基团连接法 将有机物看作由基团连接而成，由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目。如丁基有四种，丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种，戊醛、戊酸(分别看作丁基跟醛基、羧基的连接物)也分别有四种。 典例导悟4烷基取代苯R可以被酸性KMnO4溶液氧化，生成COOH，但若烷基R 中直接与苯环相连的碳原子上没有C—H键，则不容易被氧化得到COOH。现有分子式为