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配套《高中必刷题 化学 选择性必修3 有机化学基础 LK》使用
第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物
第2节 有机化合物结构的测定
一、确定实验式和分子式
1．确定实验式
(1)原理：将一定量的有机化合物燃烧，转化为简单的无机化合物(如C→CO ，H→HO)，
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并通过测定无机物的质量，推算出该有机化合物所含各元素的质量分数，然后计算出该有
机化合物分子内各元素原子的最简整数比，确定其实验式(也称最简式)。
(2)元素分析方法
①李比希法
分析思路：C、H、O的质量分数――――→C、H、O的原子个数比――→实验式。
②现代化的元素分析仪
分析的精确度和分析速度都达到了很高的水平。
2．确定分子式
(1)质谱法——测定相对分子质量
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，形成带正电荷的分子离子和碎片
离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的运动行为不同。计算机对其
进行分析后，得到它们的相对质量与电荷数的比值，即质荷比。
②质谱图：以质荷比为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标，根据记录结果所建立的
坐标图。如图为某有机化合物的质谱图：
从图中可知，该有机物的相对分子质量为 46，即质荷比最大的数据就是样品分子的相对分
子质量。
(2)测定相对分子质量的其他方法
相对分子质量数值上等于摩尔质量(以g·mol－1为单位时)的值。
①标况密度法：已知标准状况下气体的密度ρ，求算摩尔质量。
M＝ρ×22.4 L·mol－1
②相对密度法：根据气体A相对于气体B(已知)的相对密度d。配套《高中必刷题 化学 选择性必修3 有机化学基础 LK》使用
M ＝d×M
A B
③混合气体平均摩尔质量：＝。
(3)确定分子式
在确定了物质的实验式(最简式)和相对分子质量之后，就可进一步确定其分子式。
计算依据： 分子式是实验式 的整数倍 。
二、常见图谱确定分子结构
有机化合物中普遍存在同分异构现象，需要借助现代分析仪器确定分子结构。
1．红外光谱
(1)原理
不同的官能团或化学键的吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置。
(2)红外光谱图
分析红外光谱图，可判断分子中含有的化学键或官能团的信息。如分子式为C HO的有机
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物A有如下两种可能的结构：CHCHOH 或CHOCH ，利用红外光谱来测定，分子中有O
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—H(或—OH)，可确定A的结构简式为CHCHOH。
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2．核磁共振氢谱
(1)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，相应的信号在谱图中
出现的位置不同，具有不同的化学位移，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比，吸收峰的
数目等于氢原子的类型。
(2)核磁共振氢谱图
如分子式为C HO的有机物A的核磁共振氢谱如图，可知A的分子中有3 种处于不同化学
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环境的氢原子且个数比为 3 ∶ 2 ∶ 1 ，可推知该有机物的结构简式应为CHCHOH。
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3．X射线衍射
(1)原理
X射线是一种波长很短的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射图。
(2)X射线衍射图
经过计算可获得分子结构的有关数据，如键长、键角等，用于有机化合物晶体结构的测定。
目前，X射线衍射已成为物质结构测定的一种重要技术。
