第3章不同聚集状态的物质与性质微项目 青蒿素分子结构的测定(共15张PPT)-2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第二册课件
文档属性
| 名称 | 第3章不同聚集状态的物质与性质微项目 青蒿素分子结构的测定(共15张PPT)-2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第二册课件 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-19 21:24:41 | ||
图片预览
文档简介
(共15张PPT)
第3章 不同聚集状态的物质与性质
微项目 青蒿素分子结构的测定
—晶体在分子结构测定中的应用
1．了解测定分子结构的一般思路与方法，认识晶体对于分子结构测定的独特意义。
2．知道利用晶体X射线衍射能够测定原子坐标进而确定分子的空间结构，是测定分子结构的重要手段。
3．体会分子结构测定对于建立与优化物质结构理论模型，认识、解释和预测物质性质具有重要价值。
项目学习目标
项目活动1 了解利用晶体X射线衍射测定分子结构的意义
阅读材料：
我国研究人员从1973年初开始测定青蒿素的组成与结构。首先，研究人员利用高分辨质谱仪测定出青蒿素的相对分子质量为282.33。结合元素分析(元素百分比)，确定其分子式为C15H22O5。然后，研究人员经过一系列复杂的氧化还原反应实验，推测青蒿素具有含过氧基团的倍半萜内酯结构。红外光谱实验结果表明，青蒿素分子中确实含有酯基和过氧基团。结合核磁共振谱图提供的关于碳、氢原子的种类和数量的信息，研究人员推定了青蒿素中甲基、过氧基团、带有酯基的六元环等部分结构片段。然而，单纯依靠这些研究方法还不能精确判断青蒿素分子中所有碳原子和氧原子以何种方式连接形成骨架。1975年，研究人员采用晶体X射线衍射的方法，确定了青蒿素的分子结构。
1、上述材料中用到了哪些方法测定青蒿素分子的组成和结构？这些方法主要有什么用途？
质谱法 测定相对分子质量
红外光谱法 测定官能团
核磁共振谱 测定有机物分子中原子的种类和数目比
晶体X射线衍射 确定分子空间结构
2、假设一个实验样品尺寸的数量级为10－4m、原子直径的数量级为10－10m，请估算这个实验样品中的原子数目。
问题思考：
阅读课本第118页，了解如何测定分子空间结构
通过晶体的X 射线衍射实验，可以确定晶体的晶胞及含有的微粒数，并且可以测定晶胞中各个原子的位置(坐标)，计算原子间的距离，判断原子间是否存在化学键，确定键长和键角，从而得出分子的空间结构。
X 射线衍射实验
知识回顾
目活动2 借助原子位置确定分子空间结构
青蒿素的晶体结构和晶胞：
怎样确定青蒿素的结构？
目活动2 借助原子位置确定分子空间结构
科学家测定青蒿素分子结构进行的基本思路：
认识物质结构的基本角度和思路
5、获得完整结构
1、确定晶胞参数
2、识别原子位置
3、建立原子坐标
4、确定分子骨架
随堂练习
1．下列可用于判断某物质为晶体的方法是( )
A．质谱法 B．红外光谱法
C．核磁共振法 D．X射线衍射法
质谱法用于测定有机物的相对分子质量；
红外光谱仪能测定出有机物的官能团和化学键；
核磁共振氢谱用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目比；
X射线衍射可以鉴别晶体与非晶体。
D
2．南京理工大学团队成功合成了能在室温稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，经X射线衍射测得晶体结构，其局部结构如图所示(其中N5－的立体结构是平面五元环)。下列说法正确的是( )
A．所有N 原子的价电子层均有
孤对电子
B．氮氮键的键能： N5－>H2N－NH2
C．两种阳离子是等电子体
D．阴阳离子之间只存在离子键
B
NH4+
H3O+
N5－
σ键+π键
σ键
3．我国女科学家屠呦呦发现青蒿素(青蒿素的化学式：C15H22O5)，它是一种用于治疗疟疾的药物，曾经挽救了数百万人的生命，2015年获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于青蒿素的叙述错误的是( )
A．青蒿素的一个分子中含有42个原子
B．青蒿素能够治疗疟疾可能与结构中存在过氧基团有关
C．青蒿素的摩尔质量为282
D．青蒿素中碳元素的质量分数约为63.8%
C
4．用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如下图)，已知该晶体的密度为9.00 g·cm－3，晶胞中该原子的配位数为_______；Cu的原子半径为
_______ _cm(阿伏加德罗常数为NA，列出计算表达式，不用化简)。
12
课下练习任务：
周五：1、完成课本第122-124页
THANKS
第3章 不同聚集状态的物质与性质
微项目 青蒿素分子结构的测定
—晶体在分子结构测定中的应用
1．了解测定分子结构的一般思路与方法，认识晶体对于分子结构测定的独特意义。
2．知道利用晶体X射线衍射能够测定原子坐标进而确定分子的空间结构，是测定分子结构的重要手段。
3．体会分子结构测定对于建立与优化物质结构理论模型，认识、解释和预测物质性质具有重要价值。
项目学习目标
项目活动1 了解利用晶体X射线衍射测定分子结构的意义
阅读材料：
我国研究人员从1973年初开始测定青蒿素的组成与结构。首先，研究人员利用高分辨质谱仪测定出青蒿素的相对分子质量为282.33。结合元素分析(元素百分比)，确定其分子式为C15H22O5。然后，研究人员经过一系列复杂的氧化还原反应实验，推测青蒿素具有含过氧基团的倍半萜内酯结构。红外光谱实验结果表明，青蒿素分子中确实含有酯基和过氧基团。结合核磁共振谱图提供的关于碳、氢原子的种类和数量的信息，研究人员推定了青蒿素中甲基、过氧基团、带有酯基的六元环等部分结构片段。然而，单纯依靠这些研究方法还不能精确判断青蒿素分子中所有碳原子和氧原子以何种方式连接形成骨架。1975年，研究人员采用晶体X射线衍射的方法，确定了青蒿素的分子结构。
1、上述材料中用到了哪些方法测定青蒿素分子的组成和结构？这些方法主要有什么用途？
质谱法 测定相对分子质量
红外光谱法 测定官能团
核磁共振谱 测定有机物分子中原子的种类和数目比
晶体X射线衍射 确定分子空间结构
2、假设一个实验样品尺寸的数量级为10－4m、原子直径的数量级为10－10m，请估算这个实验样品中的原子数目。
问题思考：
阅读课本第118页，了解如何测定分子空间结构
通过晶体的X 射线衍射实验，可以确定晶体的晶胞及含有的微粒数，并且可以测定晶胞中各个原子的位置(坐标)，计算原子间的距离，判断原子间是否存在化学键，确定键长和键角，从而得出分子的空间结构。
X 射线衍射实验
知识回顾
目活动2 借助原子位置确定分子空间结构
青蒿素的晶体结构和晶胞：
怎样确定青蒿素的结构？
目活动2 借助原子位置确定分子空间结构
科学家测定青蒿素分子结构进行的基本思路：
认识物质结构的基本角度和思路
5、获得完整结构
1、确定晶胞参数
2、识别原子位置
3、建立原子坐标
4、确定分子骨架
随堂练习
1．下列可用于判断某物质为晶体的方法是( )
A．质谱法 B．红外光谱法
C．核磁共振法 D．X射线衍射法
质谱法用于测定有机物的相对分子质量；
红外光谱仪能测定出有机物的官能团和化学键；
核磁共振氢谱用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目比；
X射线衍射可以鉴别晶体与非晶体。
D
2．南京理工大学团队成功合成了能在室温稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，经X射线衍射测得晶体结构，其局部结构如图所示(其中N5－的立体结构是平面五元环)。下列说法正确的是( )
A．所有N 原子的价电子层均有
孤对电子
B．氮氮键的键能： N5－>H2N－NH2
C．两种阳离子是等电子体
D．阴阳离子之间只存在离子键
B
NH4+
H3O+
N5－
σ键+π键
σ键
3．我国女科学家屠呦呦发现青蒿素(青蒿素的化学式：C15H22O5)，它是一种用于治疗疟疾的药物，曾经挽救了数百万人的生命，2015年获得诺贝尔生理学或医学奖。下列关于青蒿素的叙述错误的是( )
A．青蒿素的一个分子中含有42个原子
B．青蒿素能够治疗疟疾可能与结构中存在过氧基团有关
C．青蒿素的摩尔质量为282
D．青蒿素中碳元素的质量分数约为63.8%
C
4．用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如下图)，已知该晶体的密度为9.00 g·cm－3，晶胞中该原子的配位数为_______；Cu的原子半径为
_______ _cm(阿伏加德罗常数为NA，列出计算表达式，不用化简)。
12
课下练习任务：
周五：1、完成课本第122-124页
THANKS