有机化合物的内在构造决定了其外在特性，因此研究有机化合物必须从剖析其结构入手。
确定有机化合物结构的常规方法包括：首先对固定量的有机化合物进行充分氧化，然后测量生成的二氧化碳和水；通过这些数据计算出实验式，接着利用质谱仪测定相对分子质量，从而获得分子式，最后借助红外光谱、核磁共振氢谱以及X射线衍射等技术，最终得到结构式。
在实际分析有机化合物结构时，可以根据具体情况灵活调整研究策略。
准确识别等效氢原子是解析有机化合物结构的基础。所谓等效氢原子，指的是处于相同化学环境中的氢原子，即那些在空间构型中位置可视为相同的氢原子。
通常有三种判定方法：
(1)同一个碳原子上的氢原子彼此等效。
(2)同一个碳原子所连接的甲基(—CH3)上的氢原子是等效的。
例如，在新戊烷分子中，四个甲基上的氢原子完全等效，因此该分子仅存在一种等效氢原子。
(3)处于对称位置上的氢原子具有等效性。在具体判断时，需要仔细分析碳架的空间构型，并结合几何模型进行判断。
例如，乙烯分子(C2H4)左右对称，因此其四个氢原子等效，仅有一种等效氢原子。苯分子则是一个平面正六边形的环状结构，其六个氢原子处于对称位置，同样只有一种等效氢原子。
在判断同分异构体时，等效氢原子的数量也常常作为重要依据：
一般而言，有机化合物中等效氢原子的种类数量决定了其一元取代产物的种类数量。
用一个原子或原子团取代有机化合物中一个氢原子的产物，被称为一元取代产物。同理，用两个原子或原子团取代有机化合物中两个氢原子的产物，则被称为二元取代产物。
二元取代产物的确定可以在一元取代产物的基础上，进一步分析等效氢原子的种类来获得。但需要注意的是，必须剔除重复的结构。
实例分析：
1、在下列芳香烃中，苯环上的一氯代物仅有一种的是( )
答案：D。
分析：
乙苯的苯环沿蓝色线两侧呈现对称性，苯环上存在三种不同位置的氢原子（红点所示），因此其一氯代物有三种。
邻二甲苯沿蓝色线对称，苯环上有两种氢原子，其一氯代物有两种。
间二甲苯沿蓝色线对称，苯环上有三种氢原子，其一氯代物有三种。
对二甲苯沿蓝色线在左右和上下方向均对称，苯环上仅存在一种氢原子，因此其一氯代物仅有一种。
2、请回答以下问题(不考虑立体异构)：
(1)丙烷的二氯代物存在________种同分异构体。
(2)“立方烷”是一种人工合成的烃类物质，其分子呈现正方体结构，其碳骨架结构如图所示：
立方烷的二氯代物有______种同分异构体。
答案:
(1)4
(2)3
分析：
丙烷分子存在两种等效氢原子，其一氯代物有两种，在此基础上再引入一个氯原子，即可得到四种二氯代物，如图中红点所示。
立方烷具有高度对称性，其上仅存在一种等效氢原子，一氯代物也只有一种。其一氯代物的等效氢原子有三种，如图中2、4、6为一种，3、5、7为一种，8为一种，其二氯代物共有三种（红点、蓝点、橙点）。
经典的实验式确定方法是，通过测量有机化合物完全氧化后生成的二氧化碳和水的量，推算出有机化合物中碳、氢、氧等元素的含量，其物质的量之比即为原子数目比，据此写出实验式，再结合相对分子质量确定分子式。
此外，还存在一些特殊的实验式情况，无需相对分子质量信息即可直接确定分子式。
当氢原子数量已达到饱和状态，符合CnH2n＋2的化学组成，或者实验式中的原子数扩大两倍后符合CnH2n＋2，也可直接确定分子式。
例如，实验式为CH4或CH3O时，其分子式分别为CH4和C2H6O2。
还可以采用商余法
(更适用于烃类分子式的确定)，将烃的相对分子质量除以12，所得的商代表最多的碳原子数，余数代表最少的氢原子数，从而得到分子式。在此基础上，每减少一个碳原子，氢原子数就增加12个，检查这种调整是否合理。
例如，某烃的相对分子质量为128，求其可能的分子式。
将128÷12=10…8，其分子式可能是C10H8，还可以减少一个碳原子并增加12个氢原子，得到C9H20，但若继续减少碳原子数将得到C8H32，这种情况不合理。
还可以运用分子通式法
，例如上例中，如果已知这是一种链状烷烃，则可以设其分子式为CnH2n+2，根据12n+2n+2=128，解得n=9，从而确定分子式为C9H20。
此外，还可以利用有机化合物燃烧的化学方程式
进行计算。
实例分析：
某液态烃10.25 g完全燃烧后，产生了16.8 L CO2(标准状况)和11.25 g水。该烃的蒸气对氢气的相对密度为41，求其分子式。
答案：C6H10
分析：
经典的实验式确定方法：
(C)＝(CO2)＝0.75 mol，(H)＝2(H2O)＝1.25 mol，因此(C)∶(H)＝0.75∶1.25＝3∶5，该烃的实验式为C3H5。
设分子式为(C3H5)，则41＝82，＝2，分子式为C6H10。
商余法：
82/12＝6…10，则该烃的分子式为C6H10。
化学方程式法：
设烃的分子式为CHx，则
（12＋）/ 910.25 g/11.25 g
12＋＝82
解方程组得＝6，＝10，分子式为C6H10。
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图谱分析：
红外光谱能够提供官能团和化学键的信息，核磁共振氢谱可以揭示氢原子的种类，以及不同氢原子的数量比例，X射线衍射则能够测定共价键的键长和键角等详细信息。
化学分析方法：
依据官能团的特性，选择合适的试剂进行检验，还可以定量测定官能团的数量。
例如，某些有机化合物能够与NaHCO3或Na2CO3反应生成CO2，这表明该有机化合物含有羧基。如果该有机化合物1 mol与足量的NaHCO3反应生成了2 mol的CO2，则说明该有机化合物分子中含有两个羧基。
再比如，1 mol某醇与足量钠反应能够产生1 mol氢气，这表明该醇分子中含有两个羟基(—OH)。
实例分析：
为了测定某仅含碳、氢、氧三种元素的有机化合物的结构，进行了以下实验。首先取该有机化合物样品4.6 g，在纯氧环境中进行完全燃烧，将产物依次通过浓硫酸和碱石灰，分别导致其增重5.4 g和8.8 g；使用质谱仪测定其相对分子质量，获得如图1所示的质谱图；利用核磁共振仪处理该有机化合物，得到如图2所示的核磁共振氢谱图。
请回答以下问题：
(1)该有机化合物的相对分子质量为________。
(2)该有机化化合物的实验式为________。
(3)能否根据该有机化合物的实验式确定其分子式____(填“能”或“不能”)，原因是_______。
该有机化合物的分子式为________。
(4)请写出该有机化合物的结构简式：________。
答案：
(1)46
(2)C2H6O
(3)能 因为实验式为C2H6O，碳原子已经饱和，所以实验式即为分子式 C2H6O
(4)CH3OCH3
分析：
浓硫酸增重5.4g，即生成水5.4g，n(H)=0.6mol；碱石灰增重8.8g，即生成二氧化碳8.8g，n(C)=0.2mol；有机物的质量是4.6g，说明还含有1.6g氧元素，即n(O)=0.1mol。
综上所述，实验式为C2H6O。
从图1可知其相对分子质量为46，设分子式为（C2H6O）n，则有（12×2+6+16）n = 46，解得n=1，分子式为C2H6O，其结构式为CH3OCH3。
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云水散人
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