質譜儀、紅外光譜、核磁共振氫譜

一、元素分析與相對分子質量的測定

1．元素分析：

(1)定性分析：用化學方法鑑定有機物分子的元素組成。如燃燒後，C生成CO2、H生成 H2O。

(2)定量分析：將一定量的有機物燃燒轉化為簡單無機物，並定量測定各產物的質量，從而推算出各組成元素原子的質量分數，然後推算出該有機物分子中所含元素原子最簡整數比，即確定其實驗式。

2．相對分子質量的測定——質譜法：

(1)原理：用高能電子流等轟擊樣品分子，使該分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子。分子離子、碎片離子各自具有不同的相對質量，它們在磁場的作用下到達檢測器的時間因質量不同而先後有別，其結果被記錄為質譜圖。

(2)質荷比：指分子離子、碎片離子的相對質量與其電荷的比值。

質譜圖中，質荷比的最大值就表示樣品分子的相對分子質量。

下圖所示質譜圖，則其相對分子質量為46。

 二、分子結構的鑑定

1．紅外光譜：

(1)原理：不同的化學鍵或官能團吸收頻率不同，在紅外光譜圖中處於不同的位置。

(2)作用：初步判斷某有機物中含有何種化學鍵或官能團。如下圖是一種分子式為C4H8O2的有機物的紅外光譜圖，則該有機物的結構簡式為CH3COOCH2CH3。

2．核磁共振氫譜：

(1)作用：測定有機物分子中氫原子的種類和數目。

(2)原理：處在不同化學環境中的氫原子在譜圖上出現的位置不同，而且吸收峰的面積與氫原子數成正比。

(3)分析：吸收峰數目＝氫原子種類，吸收峰面積比＝氫原子數目比。

例如：甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3)有兩種氫原子如圖。經測定，有機物A（ C2H6O）的核磁共振氫譜示意圖如圖，則A的結構簡式為CH3CH2OH。