高中化学选择性必修二 2.2.1 分子的空间结构 第一课时

1、第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 第一课时 分子结构的测定新课讲解课程学习目标了解分子结构的测定方法。1通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。2新课讲解导入思考：肉眼不能看到分子，科学家是怎样知道分子的结构的呢？新课讲解早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后推测分子的结构。如今，科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。下面先介绍红外光谱，下一章还将介绍晶体X射线衍射。一、分子结构的测定新课讲解红外光谱：分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。红外线透过分子时

2、，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。一、分子结构的测定1.测定分子结构的现代仪器和方法新课讲解测分子体结构：红外光谱仪吸收峰分析官能团、化学键。红外光谱仪原理示意图一、分子结构的测定新课讲解例如，通过红外光谱仪测得某未知物的红外光谱图如上图所示，发现有OH、CH、和CO的振动吸收。因此，可以初步推测该未知物中含有羟基（OH）。一、分子结构的测定新课讲解现代化学常利用质谱仪（如左图）测定分子的相对分子质量。一、分子结构的测定红外光谱帮助我们确定分子中的化学键和官能团，还

3、有什么现代化仪器帮我们确定有机物的结构呢？质谱仪新课讲解质谱仪的基本原理（如下图所示）是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场得以分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。一、分子结构的测定新课讲解一、分子结构的测定质谱：纵坐标表示相对丰度，横坐标表示粒子的相对质量与其电荷数之比（m/z），简称荷质比，化学家通过分析得知，被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯。新课讲解在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间顺序不一样，于是分子就有了原子的几何学

4、关系和形状，这就是分子的空间结构。这就是分子的立体构型。二、多样的分子空间结构1.双原子分子（直线形）O2HCl直线形 180新课讲解2.三原子分子的空间构型二、多样的分子空间结构物质化学式空间结构结构式键角空间结构模型二氧化碳CO2180水H2O105直线形V形新课讲解二、多样的分子空间结构3.四原子分子的空间构型物质化学式空间结构结构式键角空间结构模型甲醛CH2O120氨NH3107平面三角形三角锥形新课讲解4.四原子分子其他立体构型（直线形、正四面体形）二、多样的分子空间结构C2H2 180P4 60正四面体形BF3平面正三角形 120新课讲解二、多样的分子空间结构5.五原子分子的空间构

5、型物质化学式空间结构结构式键角空间结构模型甲烷CH410928四氯化碳CCl410928正四面体形正四面体形新课讲解二、多样的分子空间结构6.其他多原子分子P4P4O6P4O10C60椅式C6H12船式C6H12S8SF6分子空间结构与其稳定性有关。例如，上图中S8像顶皇冠，如果把其中一个向上的硫原子倒转向下，尽管也可以存在，却不如皇冠式稳定；又如，椅式C6H12比船式C6H12稳定。新课讲解二、多样的分子空间结构新课讲解二、多样的分子空间结构课堂练习(1)四原子分子一定都是平面三角形或三角锥形()(2)正四面体形的键角均为10928()(3)SiCl4、SiH4、NH、CH3Cl均为正四面体

6、结构()(4)SF6分子的空间结构为正八面体形()(5)椅式C6H12比船式C6H12稳定()1.判断正误。答案(1)(2)(3)(4)(5) 课堂练习C2.可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是()A核磁共振氢谱 B质谱C红外光谱 D紫外光谱课堂练习32002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子的结构进行分析的质谱法。其方法是让极少量(109 g左右)的化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化后可得到C2H、C2H、C2H然后测定其质荷比。设H的质荷比为1，某有机物样品的质荷比如图(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度

7、与该离子多少有关)，则该有机物可能() DACH3OH BC3H8CC2H4 DCH4课堂练习4.下列分子的空间结构模型正确的是()ACO2的空间结构模型： BH2O的空间结构模型： CNH3的空间结构模型： DCH4的空间结构模型： D课堂练习5. (1)硫化氢(H2S)分子中，两个HS的夹角接近90，说明H2S分子的空间结构为_。(2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C=S的夹角是180，说明CS2分子的空间结构为_。(3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是_(填字母)。a两个键之间的夹角为10928bCH为极性共价键c4个CH的键能、键长都相等d二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体) V形 直线形 ad 课堂小结一、分子结构的测定红外光谱化学键或官能团1.三原子分子