多样的分子空间结构高二化学高效备课设计

走进奇妙的化学世界2022-2023选择性必修2第二节

分子的空间结构第二章分子结构与性质？分子的世界形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。那么分子结构又是怎么测定的呢？

学习

目标第1课时

多样的分子空间结构PART01PART02认识物质的空间结构可以借助某些实验手段,通过这些手段所获得的信息为建立物质结构模型或解释相关理论提供支撑。结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用相关理论和模型进行解释和预测,培养证据推理与模型认知的核心素养。一、分子结构的测定1.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。2.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。(1)原理：分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振着的。当红外线透过分子时，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。红外光谱仪1．红外光谱法1.红外光谱法测定分子结构测定分子结构的现代仪器和方法①原理：分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振着的。当红外线透过分子时，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。②红外光谱仪原理示意图红外光谱图分析吸收峰与谱图库比对推断分子所含的官能团和化学键例如，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O—H、C—H、和C—O的振动吸收。因此，可以初步推测该未知物中含有羟基（—OH）。③实例分析某未知物分子式为C2H6O，通过红外光谱（如图）可以监测到O—H、C—H、C—O键的振动吸收，推测其结构。质谱仪现代化学常利用质谱仪（如上图）测定分子的相对分子质量。红外光谱可以分析物质的官能团或化学键的相关信息，那如何测定分子的相对分子质量呢？2.质谱仪①原理：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。②质谱原理示意图待测物分子离子碎片离子电场加速磁场偏转获得质谱图③实例分析C6H5CH3+C6H5CH2+92916539C5H5+C3H3+相对分子质量＝最大质荷比，甲苯的相对分子质量为92。1.在研究有机物的组成和结构时，可用于确定化学键和官能团信息的方法是()A.质谱法B.红外光谱法C.核磁共振氢谱法D.燃烧法B2.质谱法能够对有机分子结构进行分析，其方法是让极少量的(10-9g)化合物通过质谱仪的离子化室，样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子，然后测定其质荷比。其有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子的多少有关),该有机物可能是（）A.甲醇(CH3OH)B.甲烷C.丙烷D.乙烯B3.能够快速、微量、精确测定有机物相对分子质量的物理方法是()A.红外光谱法B.质谱法C.核磁共振氢谱法D.色谱法B4.某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有C—H、O—H、C—O的振动吸收，质谱显示该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH(OH)CH3C.CH3CH2OH D.CH3COOHB多样的分子空间结构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关系和形状，这就是分子的空间结构。这就是所谓的分子的立体构型。二、多样的分子空间结构

大多数分子是由两个以上原子构成的，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关系和形状，这就是分子的空间结构。1、双原子分子（直线形）O2HCl直线形180°化学式电子式结构式键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型球棍模型CO2

H2O

O:::CO:::::H:OH:::O=C=O180°直线形V形105°2、三原子(AB2型)分子的空间结构——直线形和V形化学式电子式结构式键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型球棍模型CH2O

NH3

H:CO:::::HH:NH:::H120°107°平面三角形三角锥形3、四原子(AB3型)分子的空间结构——平面三角形和三角锥形

四原子分子其他立体构型（直线形、正四面体形）（平面三角形，三角锥形）C2H2180°P460°正四面体形BF3平面正三角形

120°化学式电子式结构式键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型球棍模型CH4

109°28'正四面体形H:CH:::HH4、五原子(AB4型)分子的空间结构——正四面体形

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。5、其他多原子分子C60C20C40C701.下列分子的空间结构模型正确的是()A.CO2的空间结构模型B.H2O的空间结构模型C.NH3的空间结构模型D.CH4的空间结构模型D2.下列分子的空间结构与分子中共价键键角对应正确的是()A.V形：105°B.平面正三角形：120°C.三角锥形：109°28´D.正四面体形：109°28´3.下列物质分子的空间结构与CH4相同的是（）A.H2OB.P4C.NH3D.CO2

BB4．下列描述说明分子的空间结构分别是什么形状？(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S夹角都接近90°。(2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C===S夹角是180°。(3)甲硅烷(SiH4)分子中，任意两个Si—H的夹角都是109°28′