有机官能团定量分析
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微专题(四)多官能团有机物性质判断与定量分析[核心素养发展目标] 1.能从羟基、醛基、羧基、酯基的成键方式的角度,了解醇、酚、醛、羧酸、酯等含氧衍生物的主要化学性质,理解官能团与化学性质、反应类型之间的关系。
2.能根据有机物分子中含有的官能团推测其具有的性质,形成“结构决定性质”的思维模型,掌握研究有机物的一般方法。
一、多官能团有机物性质的判断1.找出有机物所含的官能团,如碳碳双键、碳碳三键、醇羟基、酚羟基、醛基等。
2.联想每种官能团的典型性质。
3.结合题目分析对有机物性质描述的正误进行判断。
1.(2020·丹东市第四中学高二月考)有机物的结构简式如图所示,则此有机物可发生的反应类型有()①取代②加成③消去④酯化⑤水解⑥氧化⑦中和。
A.①②③⑤⑥B.①②③④⑤⑥⑦C.②③④⑤⑥D.②③④⑤⑥⑦答案B解析①该有机物中含—OH、—COOH、酯基,能发生取代反应;②该有机物中含碳碳双键、苯环,能发生加成反应;③该有机物中含—OH,且与—OH相连的碳原子的邻位碳原子上含H,能发生消去反应;④该有机物中含—OH、—COOH,能发生酯化反应;⑤该有机物中含酯基,能发生水解反应;⑥该有机物中含碳碳双键、—OH,能发生氧化反应;⑦该有机物中含羧基,能发生中和反应;该有机物可发生的反应类型有①②③④⑤⑥⑦,答案选B。
2.(2020·广东省湛江二十一中高一月考)CH3—CH==CH—COOH,该有机物能发生的反应是()①取代反应②加成反应③使溴水褪色④使酸性KMnO4溶液褪色⑤酯化反应⑥聚合反应A.以上反应均可发生B.只有⑤不能发生C.只有⑥不能发生D.只有②不能发生答案A解析有机物含有碳碳双键,可发生加成反应、加聚反应和氧化反应,则②③④⑥正确;含有羧基,可发生酯化反应、取代反应,则①⑤正确,还含有甲基,甲基也能发生取代反应,以上反应均能发生,故答案选A。
3.(2020·献县私立宏志中学高二期中)有机物A的结构简式如图。
化学鉴定有机化合物的鉴定与官能团在化学领域中,鉴定有机化合物的结构和官能团是非常重要的任务。
通过准确地确定有机分子的化学结构和官能团,我们可以了解其性质、性质和用途。
本文将介绍几种常用的方法和技术,用于鉴定有机化合物的结构和官能团。
一、质谱法质谱法是一种常用的鉴定有机化合物结构的方法。
它可以通过测量化合物中分子离子的质量和相对丰度来确定其分子量和分子结构。
质谱法可以分为电子轰击质谱和化学离子化质谱两种类型。
电子轰击质谱通过用高速电子束轰击样品分子,然后测量离子产生的质荷比,从而确定分子的化学结构。
化学离子化质谱则是在电子轰击过程中添加一个离子源,以产生化学离子,从而更好地观察和分析有机化合物的质谱图。
二、红外光谱法红外光谱法是一种通过测量有机化合物的红外吸收谱图来鉴定其官能团的方法。
不同官能团的化学键会吸收特定范围的红外光,因此可以根据红外光谱图中的吸收峰的位置和强度来确定化合物中存在的官能团。
例如,羰基化合物会在1650-1750 cm^-1处显示一个强吸收峰,而羟基化合物则在3200-3600 cm^-1处显示一个宽而强的吸收峰。
三、核磁共振法核磁共振法是一种通过测量核磁共振信号来确定有机化合物中原子的环境和位置的方法。
核磁共振仪可以用来测量样品中的^1H核或^13C核的共振频率。
每个化学位移的位置和形状都与原子周围的电子环境有关,因此可以根据核磁共振谱图中的峰位置来确定分子的结构。
四、质子谱法质子谱法是一种使用核磁共振技术来鉴定有机化合物中氢原子的方法。
^1H NMR谱图提供了关于化合物中氢原子的环境和位置的详细信息。
不同类型的氢原子(如甲基、亚甲基、烯丙基等)在谱图中显示出不同的化学位移,因此可以通过观察质子NMR谱图中峰的位置和强度来确定有机化合物的结构。
五、碳谱法碳谱法是一种使用核磁共振技术来鉴定有机化合物中碳原子的方法。
^13C NMR谱图提供了关于化合物中碳原子的环境和位置的信息。
定性分析—在有机官能团的鉴定和结构分析中的应用利用红外汲取光谱举行有机化合物定性分析可分为两个方面:一是官能团定性分析,主要依据红外汲取光谱的特征频率来鉴别含有哪些官能团,以确定未知化合物的类别;二是结构分析,即利用红外汲取光谱提供的信息,结合未知物的各种性质和其它结构分析手段(如紫外汲取光谱、核磁共振波谱、质谱)提供的信息,来确定未知物的化学结构式或立体结构。
(一)谱图解析要点当解析红外汲取谱图时,应特殊注重以下两点。
1.红外汲取峰的位置、峰形和强度①谱峰位置谱峰位置即谱带的特征振动频率,是对官能团举行定性分析的基础,依据特征峰的位置可确定化合物的类型。
②谱带外形谱带外形包括谱带是否分裂。
可用来讨论分子内是否存在缔合,以及分子的对称性、互变异构等结构特征。
③谱带强度谱带强度与分子振动时偶极矩的变幻率有关,同时又与分子的含量成正比,因此可作为定量分析的基础。
在获得谱带的位置、外形和强度三要素后,应该与已知标准物的红外汲取谱图比较,才干综合得出比较牢靠的结论。
同时也要考虑测定的外部条件变幻对红外汲取光谱峰位和外形的影响。
2、特征峰与相关峰要铭记与同一官能团的几种振动形式对应的相关峰是与特征峰同时存在的。
因此单凭一个特征峰就下结论是不充分的,要尽可能把一个基团的每个相关峰都找到再做出结论。
例如对甲基基团,其不仅在2960cm-1、2870cm-1存在对称和不对称的伸缩振动,还在1380cm-1存在面内弯曲振动。
当多个甲基共存时还会在1385 cm-1和1370cm-1产生异丙基分裂的双峰,或在1397cm-1和1367cm-1浮现异丁基分裂的双峰。
谱图解析并无统一的程序,通常可以两种方式举行。
一种是按谱图中汲取峰强度的强、弱挨次举行解析,首先从特征区识别最强峰、次强峰或较弱峰,确定它们分离属于何种官能团,然后再查指纹区找出相关峰并加以验证,从而初步判断样品属于何类化合物。
最后具体查阅标准谱图资料,来确证样品的结构。