有机物分子结构的鉴定:

结构鉴定的常用方法

 1．有机化合物官能团的确定
官能团决定有机化合物的特殊化学性质，通过一些特殊的化学反应和实验现象，我们可以确定有机化合物中含有何种官能团。常见重要官能团的检验方法如下表所示。
 
2．核磁共振谱和红外光谱
分子在特定频率光的照射下，吸收一定的能量，引起分子结构巾电子能级的跃迁或分子中原子间价键振动频率的变化等，产生不同的吸收光谱，这些光谱反映了分子结构的某些特征。利用这一原理，可以对有机化合物分子结构进行测定。
现代化学测定有机化合物结构的方法比较多，经常采用的是核磁共振谱和红外光谱。
(1)核磁共振谱(NMR)分为氢谱(1H核磁共振) 和碳谱两类，其中比较常用的是氢谱。氢谱能够测定有机化合物分子中有几种不同类型的氧原子及它们的数目，进而推断出有机化合物的碳骨架结构。
(2)红外光谱(IR)，每种官能团在红外光谱中都有一个特定的吸收区域，冈此从红外光谱就可以准确判断相应有机化合物分子中含有哪些官能团。红外光谱不仅可以用于定性鉴定，还可以定量算出样品的浓度。
例如，在乙醇分子的核磁共振氧谱图中出现r三个不同的峰，且峰的面积之比是1：2：3，这说明乙醇分子中存在三种不同化学环境的氢原子，它们的个数比为1：2：3.

由乙醇的红外光谱图可知，乙醇分子中含有化学键O一H、C—H和C一O。

根据乙醇的核磁共振氢谱和红外光谱得到乙醇的结构：

有机物燃烧确定其组成:

有机物完全燃烧后，各元素对应产物为：C→CO₂，H→H₂O，Cl→HCl。因此，我们可以根据有机物燃烧的产物分析判断该有机物的组成。
(1)某有机物完全燃烧后：若产物只有CO₂和H2O，则其组成元素可能为C、H或C、H、O。欲判定该有机物中是否含氧元素，首先求出CO₂中碳元素的质量及H₂O中氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量之和与原来有机物质量相比较，若两者相等，则原有机物的组成中不含氧，否则，原有机物的组成中含氧。生成的CO₂和H₂O的关系有：
①生成的CO₂和H₂O的体积比为1∶1的有：若为烃，则属于环烷烃或烯烃；若为烃的衍生物，则为醛、酮、羧酸、酯、葡萄糖、果糖等。
②生成的CO₂和H₂O的体积比为1∶2的有：甲烷、甲醇和尿素等含一个碳原子和四个氢原子的物质。
③生成的CO₂和H₂O的体积比为2∶1的有：分子中碳、氢原子数相同的物质，如：乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。
④当不同的有机物的物质的量相同时，此时有机物可写成：CxHy（H₂O）n或CxOy（H₂O）n的形式，耗氧只能由前一部分CxHy或CxOy完成，后面部分在燃烧过程中不耗氧。则组成为CxHy（H₂O）n，每摩尔耗氧（x+y/4）mol；组成为CxOy（H₂O）n的物质，每摩尔耗氧（x－y/2）mol；
特例：组成符合CxHy（H₂O）n的物质中CH₂O耗氧最少；组成符合CxOy（H₂O）n的物质中，乙二醛耗氧最少。
 (2)质量之和不变的两种有机物的燃烧规律：A、B两种有机物，不论以何种质量比进行混合，只要总质量保持一定，则完全燃烧时耗氧量与生成的CO₂和H₂O的量之间的关系说明：
①若生成的CO₂量不变，则分二种情况：A、B的相对分子质量相同时，两者必为同分异构体；另一种情况是：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳元素的质量分数必然相等，如：HCHO与CH₃COOH；C₁₆H₃₄与C₁₆H₁₈O等
②若生成的H₂O的量不变，也分二种情况：A、B的相对分子质量相同时，两者必为同分异构体；第二种情况是：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的氢元素的质量分数必然相等，如：C₂H₂与C₆H₆、C₈H₈；C₁₀H₈与C₆H₈O₃等
③若生成的CO₂和H₂O的量不变，也分二种情况：A、B的相对分子质量相同时，两者必为同分异构体；第二种情况是：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳、氢元素的质量分数必然相等，即两者具有相同的最简式如：CH₂O与C₂H₄O₂、C₃H₆O₃、C₆H₁₂O₆等
(3)物质的量之和不变的两种有机物完全燃烧规律：A、B两种有机物，不论以何种比例进行混合，只要总物质的量保持一定，则完全燃烧时耗氧量与生成的CO₂和H₂O的量之间的关系说明：
①若A、B两者互为同分异构体时，相对分子质量相同，此时无论怎样混合，完全燃烧后消耗的氧气和生成的CO₂和H₂O的量都保持不变，这一点我们就不再考虑
②若生成的CO₂的物质的量不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳原子数必然相等，如：C₂H₄与C₂H₄O、C₂H₄O₂等
③若生成的H₂O的物质的量不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的氢原子数必然相等，如：CH₄、CH₄O、C₂H₄O、C₂H₄O₂等
④若生成的CO₂和H₂O的量不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者中的碳、氢原子数都相等，如：CH₄、CH₄O；C₂H₄、C₂H₄O、C₂H₄O₂等
⑤若消耗的氧气和生成的CO₂的量保持不变：A、B的相对分子质量不同时，两者含碳原子数必相等，分子中必相差n个H₂O，如：C₂H₄与C₂H₆O。
(6)若消耗的氧气和生成的H₂O的量保持不变：A、B的相对分子质量不同时，则两者含氢原子数必相等，分子中必相差n个CO₂，如：CH₄与C₂H₄O₂。
⑦若在反应过程中消耗氧的物质的量保持不变：A、B的相对分子质量不同时，若两者含碳原子数相等，则分子中必相差n个H₂O，如：C₂H₄与C₂H₆O。而当两者的氢原子数相等时，则分子中必相差n个CO₂，如：CH₄与C₂H₄O₂。