化学分子式_化学结构式入门

一、引述有机物测定基础

拥有纯净的有机物样品后，科研人员需从定性和定量两方面来对其进行分析研究。

二、定性的实验式解析

有机物的定性分析主要是通过化学方法确定样品中的元素组成。而定量分析则用于测量有机物中各元素的质量分数。

基本原理：

通过充分氧化一定量的有机化合物，得到简单的无机物（如CO2、H2O等）。测定这些无机物的质量，进而推算出有机物中各元素的质量分数，并计算各元素原子的最简整数比，最终确定有机物的实验式（即最简式）。

李比希法是其中最具代表性的元素分析方法。

三、确定分子量的方法

在得到实验式后，还需要知道有机物的相对分子质量，才能进一步确定其精确的分子式。质谱法是测定相对分子质量最精确、快捷的方法。

其工作原理：

使用高能电子流轰击样品，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。计算机对其进行分析后，得到质荷比。以质荷比为横坐标，各类离子的相对丰度为纵坐标，记录质谱图。

从质谱图中可读取出分子离子峰的质荷比数值，从而得知有机物的相对分子质量。

四、分子结构的解析

知道了有机物的分子式后，要确定其具体的分子结构，还需借助其他现代化分析仪器。

常见的方法包括：

1. 光谱：有机物受到线照射时，能吸收特定化学键或官能团的振动频率，形成光谱图。不同化学键或官能团在光谱图中的位置不同，从而可获得分子中化学键或官能团的信息。

2. 核磁共振氢谱：氢原子核具有磁性，通过核磁共振仪可以记录氢核的共振信息。处于不同化学环境中的氢原子产生共振时吸收的电磁波频率不同，从而分析出分子中处于不同化学环境的氢原子及它们的相对数目。

3. X射线衍射：X射线与晶体中的原子相互作用产生衍射图，科研人员可从中计算出分子结构中的键长、键角等数据。

结合上述方法，可以逐步推断并确定有机物的三维分子结构模型。

以青蒿素为例，科研人员先通过元素分析和质谱分析得到其分子式，再通过光谱、核磁共振氢谱和X射线衍射等方法，最终确定了其详细的分子结构。