確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，要確定一種有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，首先要判斷有機(jī)物中所含元素的種類，然后依據(jù)題目所給的條件再確定有機(jī)物分子中各元素原子的數(shù)目，從而得到分子式，最后根據(jù)信息確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。

一、推斷有機(jī)物的組成元素

方法精要：有機(jī)物常常含有碳、氫、氧、氮、鹵素、硫等元素，一般可以通過以下思路來確定有機(jī)物組成元素情況。

（1）對于含碳、氫或含碳、氫、氧的有機(jī)物，常常用燃燒法，可以根據(jù)質(zhì)量（或物質(zhì)的量）守恒進(jìn)行分析和推導(dǎo)有機(jī)物中所含元素，特別是氧元素。有定性分析法和定量推算法。

（2）對于還可能含有的氮、鹵素、硫等元素，一般用實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行分析，如含鹵原子的有機(jī)物，可以通過“水解→酸化→加硝酸銀溶液→觀察沉淀顏色”程序來確定鹵原子種類。

例1 某有機(jī)物2mol在氧氣中充分燃燒，消耗氧氣5mol，生成H₂O和CO₂各4mol，由此可得出的結(jié)論是（）。

A.該有機(jī)物不含氧元素

B.該有機(jī)物分子中含一個氧原子

C.該有機(jī)物分子中含二個氧原子

D.不能確定該有機(jī)物分子中含氧原子的數(shù)目

分析：根據(jù)題意，將“4mol H₂O和4molCO₂”中的氧元素的量折合成氧氣的量，為6mol;而有機(jī)物燃燒實(shí)際只消耗了5mol氧氣，說明有機(jī)物中有氧元素，且其物質(zhì)的量為2mol，由此可得出的結(jié)論是該有機(jī)物分子中含一個氧原子。答案為B。

點(diǎn)撥：解答定量計(jì)算問題時，要合理運(yùn)用推算方法，如根據(jù)有機(jī)物燃燒的反應(yīng)方程式列式計(jì)算，應(yīng)用質(zhì)量守恒定律判斷，運(yùn)用差量法或關(guān)系式法推算等，不能墨守成規(guī)。

二、確定有機(jī)物的分子式

方法精要：確定有機(jī)物的組成元素以后，可以按以下方法來確定有機(jī)物分子式。

利用上述關(guān)系解題時，要注意題給條件，題目條件不同，選用方法就應(yīng)有所區(qū)別。

（1）實(shí)驗(yàn)式法。

例2 某有機(jī)化合物由三種元素組成，其中碳、氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為22.0%和4.59%。將該化合物在強(qiáng)堿水溶液中水解后先用硝酸酸化，再用AgNO₃溶液檢驗(yàn)，結(jié)果生成淡黃色沉淀。又測得該化合物的相對分子質(zhì)量為109，則該有機(jī)化合物的分子式為______。

點(diǎn)撥：運(yùn)用實(shí)驗(yàn)式法解題的基本思路為：元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)→最簡式→結(jié)合M_r確定分子式?；蛴蒑_r與元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)直接確定各原子的原子數(shù)目，進(jìn)而確定分子式。

（2）方程式法。

例3 0.60g某飽和一元醇A，與足量的金屬鈉反應(yīng)，生成氫氣112mL標(biāo)準(zhǔn)狀況），則該一元醇的分子式為______。一元醇的相對分子質(zhì)量為60。

根據(jù)該一元醇的通式，有下列等式：12n+2n+1+16+1=60，解得：n=3。

故該一元醇的分子式是C₃H₈O。

點(diǎn)撥：運(yùn)用方程式法解題的基本思路為：以有機(jī)物相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為依據(jù)，根據(jù)有機(jī)物在化學(xué)反應(yīng)中量的關(guān)系列式計(jì)算，推求有機(jī)物的分子式。

（3）直接法。

點(diǎn)撥：根據(jù)已知條件（如氣體密度、相對密度、標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積等）直接求出1mol有機(jī)物中各原子的物質(zhì)的量，即可確定有機(jī)物的分子式。

三、確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式

方法精要：有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定方法：知道有機(jī)物分子式后，再用下列方法判斷其所含官能團(tuán)、氫原子情況，進(jìn)而確定其結(jié)構(gòu)。

（1）物理方法。①利用紅外光譜法初步判斷有機(jī)物中含有的官能團(tuán)或化學(xué)鍵。②利用核磁共振氫譜測定有機(jī)物分子中氫原子的類型和數(shù)目，氫原子的類型’一吸收峰數(shù)目，不同氫原子個數(shù)比一不同吸收峰面積比。

（2）化學(xué)方法。①根據(jù)價鍵規(guī)律，某些有機(jī)物只存在一種結(jié)構(gòu)，可直接由分子式確定結(jié)構(gòu)。②官能團(tuán)的特征反應(yīng)一定性實(shí)驗(yàn)～確定有機(jī)物中可能存在的官能團(tuán)。③通過定量實(shí)驗(yàn)，確定有機(jī)物中的官能團(tuán)及其數(shù)目。

例5 為測定某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①將2.3g該有機(jī)物完全燃燒，生成了0.1mol CO₂和2.7gH₂O;②用質(zhì)譜儀實(shí)驗(yàn)得質(zhì)譜圖;③用核磁共振儀處理該化合物得核磁共振氫譜圖，圖中三個峰的面積比為1：2：3。試回答下列問題：

（1）有機(jī)物A的相對分子質(zhì)量為______。

（2）有機(jī)物A的實(shí)驗(yàn)式為______。

（3）根據(jù)A的實(shí)驗(yàn)式______（填“能”或“不能”）確定A的分子式。

（4）A的分子式為______，結(jié)構(gòu)簡式為______。

分析：質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比即為有機(jī)物的相對分子質(zhì)量，所以根據(jù)質(zhì)譜圖可知A的相對分子質(zhì)量為46。2.3gA完全燃燒生成0.1molCO₂和2.7g H₂O，則可計(jì)算出A的分子式為」（C₂H₆O）_n，即A的實(shí)驗(yàn)式為C₂H₆O。由于H原子已經(jīng)飽和，所以該實(shí)驗(yàn)式就是其分子式。又根據(jù)核磁共振氫譜圖可知，A中有三種化學(xué)環(huán)境不同的H原子且數(shù)目之比為1：2：3，又因?yàn)锳的通式符合飽和一元醇的通式，所以A的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH₂OH。

答案：（1）46（2）C₂H₆O（3）能（4）C₂H₆O CH₃CH₂OH

點(diǎn)撥：分析質(zhì)譜圖、核磁共振氫譜圖、紅外光譜圖等圖像類問題時，先要弄清楚圖像中各信息（如數(shù)據(jù)、峰值等）的化學(xué)意義，再將之運(yùn)用到對應(yīng)問題的推導(dǎo)、解答中。

（責(zé)任編輯 謝啟剛）