第二节 研究有机化合物的一般方法-教学设计 (3)

教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 高二 学期 秋季
课题 谱图在有机化合物结构研究中的应用
教学目标
1. 了解现代分析仪器在有机物组成和结构研究中的应用。 2. 能根据波谱分析数据推断简单有机化合物的分子结构。
教学内容
教学重点： 1. 有机物分子式和分子结构的确定方法。
2. 各种谱图的基本原理。
教学难点： 核磁共振在有机物结构研究中的应用。
教学过程
任务一：有机物分子式的确定 问题1：通过李比希燃烧法可测定某有机物的最简式（实验式），若要确定其分子式，还需要什么数据？如何获得需要的数据？ 例如：某气体在标准状况下的密度为1.25g/L，该气体的相对分子质量为（　　） 质谱法(MR)原理:用高能电子束轰击有机分子，使分子失去电子变成带正电荷的碎片，根据碎片的特征谱图，确定有机物的相对分子质量。 例如：C2H6轰击后得到了C2H6+、C2H5+、C2H4+…… 活动：质谱法可以测定有机物的分子量，请从下面的质谱图上找出其相对分子质量的信息。 1. 横坐标为质荷比，质、荷是什么？相对丰度最大的峰是否代表其相对分子质量 2.能否找到该有机物分子结构的信息？ 质谱法应用: 1.由质荷比最大的数据得知有机物的相对分子质量。 2.结合某些碎片结构推断有机物的部分结构。 任务二：有机物结构的确定 问题2：分子量为46、分子式为C2H6O的有机物有几种结构？如何区别这两种结构？ 这几种结构中分别有几种化学环境不同的氢原子？ 问题3：下面两张图反映了乙醇和甲醚中氢原子的情况。请你大胆猜测哪张表示乙醇，哪张表示是甲醚，为什么？ 核磁共振谱（1H-NMR）：有机分子中的氢原子核所处的化学环境不同（附近的基团不同），表现的核磁性不同，代表核磁性的特征的峰在谱图中的位置(化学位移，符号为δ ）不同。 峰的数目－氢原子的种数 峰的强度（高低）－不同类氢的个数比 活动：分子式为C3H6O2的有机物，若在1H-NMR谱上观察到氢原子峰的强度为1:1，则结构简式可能为 ； 若给出峰的强度为3:2:1，则可能为 。
问题4：观察分子式为C3H6O2有机物的结构，如何确定该有机物具体是哪一种？ 有机分子中不同基团的特征吸收峰不同可以确定有机分子中有哪些基团、官能团。 X射线衍射（XRD）：通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的有关数据，如键长、键角等精细的分子结构。 XRD的应用：确定样品是否为晶体，若是晶体，晶胞类型，微粒在晶胞中的数目和位置。 任务三：研究有机物结构的方法模型