高二化学选择性必修第二册：第二章第二节教学课件

分子结构的测定人教版选择性必修2第二章第二节第一课时肉眼看不到分子，科学家是怎么知道分子结构的呢？思考资料卡片李比希凯库勒资料卡片红外光谱仪质谱仪X射线衍射仪资料卡片分子的结构指其处在平衡位置时的结构伸缩伸缩弯曲弯曲弯曲资料卡片共振分子吸收跟它某些化学键振动频率相同的红外线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资料卡片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。思考讨论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？质谱资料卡片待测物分子离子碎片离子电场加速磁场偏转获得质谱图

资料卡片分子离子M+碎片离子质荷比对应横坐标即相对分子质量C6H5CH3+C6H5CH2+92916539C5H5+C3H3+实例分析未知纯净物确定实验式确定分子式确定分子结构通过元素分析仪测定元素组成与含量通过质谱确定相对分子质量通过红外光谱确定化学键与官能团通过核磁共振谱确定CH原子种类、数量、环境CH2C3H6C:85.7%

H:14.3%M=42C=C,C-C,C-H3:2:1(CH2)n实例分析课堂小结分子结构测定一、测定方法1、早期：总结、推测2、现代：多种仪器方法测定二、红外光谱1、原理2、谱图分析：吸收峰——官能团或化学键三、质谱1、原理2、谱图分析：m/z最大值——相对分子质量四、一般步骤未知物——实验式——分子式——分子结构1.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2.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.CH3COOH课堂练习课堂练习3．分子中的原子不是固定不动的，而是不断地

着的。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它某些化学键的

相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可得知各吸收峰是由哪种

、哪种

引起的，综合这些信息，可分析出分子含有何种

或

的信息。4．在质谱仪中使分子

电子变成带

电荷的

和

等粒子。由于生成的离子具有不同的

，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，化学家通过对这些峰进行系统分析，可得知样品的

。其中荷质比m/z最

的信号峰对应的荷质比的值即为该分子的

。课堂练习5、某有机物由C、H、O三种元素组成，经元素分析仪测得其元素含量为C:52.17%，H:13.04%，O:34.78%，质谱显示m/z值最大的信号峰对应的m/z为46，红外光谱发现该分子有O—H、C—H、C—C和C—O键的振动吸收，试分析该物质的分子结构。课堂练习参考答案1、C2、B3、振动振动频率化学键振动方式化学键官能团4、失去正分子离子碎片离子相对质量相对分子质量相对分子质量5、

Thankyou！第二章第二节第2课时《多样的分子空间结构》人教版选择性必修2神州十二号俯瞰地球DNA分子双螺旋结构石墨C60O2HCl思考：在O2、HCl这样的双原子分子中存在分子的空间结构问题吗？何谓“分子的空间结构”？“分子的空间结构”指两个以上原子构成的分子中的原子的空间关系。多样的分子空间结构多样的分子空间结构H2OV形

105°CO2直线形V形、直线形、平面三角形三原子分子有哪些空间结构？平面三角形、三角锥、正四面体形甲醛CH2OO＝CHH约120°氨气

NH3NHHH107°四原子分子有哪些空间结构？多样的分子空间结构白磷

P460°四面体形，平面四边形（少见）键角109˚28´正四面体结构五原子分子有哪些空间结构？甲烷CH4CHHHH多样的分子空间结构小组动手：搭建上述分子的球棍模型1、下列能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是（）A.甲烷分子中4个C—H键的强度相同B.甲烷分子中4个C—H键的长度相同C.甲烷的一氯代物只有1种D.甲烷的二氯代物只有1种D巩固练习2、下面说法正确的是（）A.NH3分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B.CCl4分子中C原子处在4个Cl原子所组成的四面体的中心C.H2O分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D.CO2分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央巩固练习BC分子的空间结构与其稳定性有关组成结构性质用途皇冠形S8更稳定环己烷椅式结构比船式更稳定P4P4O6P4O10SF6C2H5OHC2H6C2H4C2H23、判断正误（1）键角为180˚的分子，空间结构是直线形

（2）键角为120˚的分子，空间结构是平面三角形

（3）空间结构是正四面体形，键角一定是109˚28´

（4）键角在90˚-109˚28´之间的分子，空间结构可能是V形巩固练习正确正确错误错误4、下列物质分子的空间结构与CH4相同的是（

）A.H2OB.P4C.NH3D.CO2

B5、D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大。它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、角形(V形)、直线形。回答下列问题：(1)Y的最高价氧化物的化学式为

。

(2)上述5种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是

,写出该元素的任意3种含氧酸的化学式：

。

(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间结构为

。

(4)D和X形成的化合物，其化学键类型属于

。(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是

。

SO3

ClHClO、HClO2、HClO3、HClO4直线形共价键Mg3N2CNSiSCl课堂小结直线形V形O=C=O一、常见的分子空间结构平面三角形三角锥形正四面体109˚28´二、分子的空间结构影响其稳定性环己烷椅式结构比船式更稳定第二章第二节第3课时《分子的空间结构》人教版选择性必修2第二章第二节CO2和H2O同是三原子分子，CO2是直线型，而H2O是“V”型。观察思考观察思考同为四原子分子，CH2O与NH3

分子的空间结构也不同，什么原因？原子核外电子原子核价层电子对互斥模型（VSEPR模型）思考讨论分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对价层电子对相互排斥彼此远离能量最低、最稳定思考讨论VSEPR模型可以用来预测分子的空间结构σ键电子对中心原子上的孤电子对价层电子对234思考讨论直线形平面三角形四面体形

(1)σ键电子对可从分子式来确定。ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的σ键个数，即σ键电子对的数量，π键的数目不计入在内。即σ键电子对数=中心原子结合的原子数。例如：H2O中O的σ键电子对数是2；NH3中的σ键电子对数是3。思考讨论其中：a为中心原子的价电子数,

对主族元素，a=最外层电子数；对于阳离子，a=价电子数-离子电荷数；对于阴离子，a=价电子数+|离子电荷数|。

x为与中心原子结合的原子数；

b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，H为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。如：O为2、N为3

(2)中心原子上的孤电子对数=—21(a–xb)思考讨论计算价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数代表物中心原子结合的原子数σ键电子对数孤电子对数价层电子对数H2ONH3CH4234224314404—21(a–xb)思考讨论代表物σ键电子对数孤电子对数价层电子对数含孤电子对的VSEPR模型分子的空间结构H2ONH3CH4224314404“V”形三角锥形正四面体形计算价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数思考讨论计算价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数代表物中心原子结合的原子数σ键电子对数孤电子对数价层电子对数HCHOBeCl232303202—21(a–xb)思考讨论SO22213代表物σ键电子对数孤电子对数价层电子对数含孤电子对的VSEPR模型名称分子的空间结构平面三角形直线形计算价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数思考讨论HCHOBeCl2303202平面三角形直线形SO2“V”形213平面三角形价层电子对数含孤电子对VSEPR模型略去孤电子对数价层电子对互斥理论分子或离子的空间结构【小结】VSEPR模型预测分子空间结构的步骤课堂练习1.下列分子或离子中含有孤电子对的是（）A.NH4+B.CH4C.SiH4D.PH3课堂例题2.应用价层电子对互斥理论推测BF3分子的空间构型（）A.平面三角形B.四面体形C.直线形D.“V”形课堂练习3.下列物质的空间结构与NH3相同的是（）A.H3O+B.CH4C.H2OD.CO2课堂练习4.氯化亚硫(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚硫分子的空间结构说法正确的是（）C.三角锥形B.四面体形A.直线形D.“V”形课堂练习5.下列分子或离子中，价层电子对互斥模型与分子或离子的空间结构不一致的是（）A.NH3B.SO3C.CCl4D.CO2课堂练习【课堂练习正确答案】DAACA第二章第二节第4课时《杂化轨道理论简介》人教版选择性必修2呈正四面体形键长相等键角相等为109°28′杂化轨道理论CH4分子空间结构1s22s22p2杂化轨道理论电子跃迁2s2p基态激发态CH4分子空间结构形成分析能量相近的原子轨道2s2p1s矛盾：轨道重叠得到的空间构型就不可能是正四面体形的甲烷分子杂化轨道理论空间结构矛盾xyzxyzzxyzxyz杂化轨道理论混杂sp3

杂化轨道电子跃迁2s2p2s2p基态激发态CH4分子中心原子杂化轨道形成过程能量相近的原子轨道混杂前后轨道总数不变1s杂化轨道能量相同、方向不同杂化轨道理论重叠成键CH4分子中心原子杂化轨道形成过程sp3

杂化轨道1s1s1s1s4个C-H

σ键鲍林提出的杂化轨道理论，用于解释分子的空间结构电子云轮廓图表示CH4分子sp3杂化轨道的形成109°28′杂化轨道理论1s1s1s1s4个能量相同、方向不同的sp3杂化轨道体系的能量降到最低（轨道间的排斥力最小）正四面体形xyzxyzzxyzxyz杂化轨道理论1.能量相近的原子轨道发生混杂电子跃迁重叠成键轨道混杂理论要点莱纳斯·卡尔·鲍林（1901-1994）各种空间结构2.生成杂化轨道能量相同、方向不同3.混杂前后轨道总数不变4.体系的能量降到最低（轨道间的排斥力最小）杂化轨道理论sp3杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的sp31个s轨道3个p轨道符号含义杂化轨道理论sp3杂化轨道重叠成键容纳4对电子CH4分子的价层电子对数为4中心原子价层电子对数为4杂化轨道数为4中心原子采取sp3杂化sp3杂化轨道的形成分析杂化轨道理论中心原子杂化轨道数=价层电子对数=孤电子对数＋σ键数1344109°28′120°180°12331122课堂练习1杂化轨道理论化合物中心原子核外电子排布式价层电子对数杂化轨道数目杂化类型VSEPR模型名称分子的空间结构CH4NH3H2O正四面体形三角锥形V形正四面体形四面体形四面体形sp3sp3sp31s22s22p31s22s22p61s22s22p24444+0=43+1=42+2=4课堂练习2杂化轨道理论化合物中心原子核外电子排布式价层电子对数杂化轨道数目杂化类型形成σ键的杂化轨道数目容纳孤电子对杂化轨道数目CH4NH3H2O43sp3sp3sp31s22s22p31s22s22p61s22s22p24444+0=43+1=42+2=42012杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对课堂练习2杂化轨道理论CH2O分子有

个σ键，有

个π键，中心原子有

对孤对电子，价层电子对数为

，对应

个杂化轨道，所以该中心原子的杂化类型为

。33301sp2课堂练习3杂化轨道理论混杂电子跃迁2s2p2s2p基态激发态sp2杂化轨道pyCH2O分子中心原子杂化轨道形成过程能量相近的原子轨道问题思考：参与杂化的轨道数目为多少？分别是那几个轨道参与杂化？杂化轨道理论sp2杂化轨道pzCH2O分子中心原子杂化轨道形成过程1s1s2s2ppxpypz氢原子氧原子2p-2pπ键σ键sp2-1ssp2-2p未参与杂化的p轨道用于形成π键杂化轨道理论3个能量相同、方向不同的sp2杂化轨道体系的能量降到最低（轨道间的排斥力最小）平面三角形电子云轮廓图表示CH2O分子sp2杂化轨道的形成xyzzxyzxyzxyz120°杂化轨道理论电子云轮廓图表示CH2O分子sp2杂化轨道的形成2py2pz氢原子氧原子sp2杂化轨道1s1s2pzxyzxyzxyzxyzxyxyz杂化轨道理论CO2分子有

个σ键，有

个π键，中心原子有

对孤对电子，价层电子对数为

，对应

个杂化轨道，所以该中心原子的杂化类型为

。22202sp课堂练习4杂化轨道理论混杂电子跃迁2s2p2s2p基态激发态CO2分子中心原子杂化轨道形成过程sp

杂化轨道2py2pz能量相近的原子轨道问题思考：参与杂化的轨道数目为多少？分别是那几个轨道参与杂化？杂化轨道理论CO2分子中心原子杂化轨道形成过程2s2ppxpypz氧原子氧原子2s2ppxpypz2p-2pπ键σ键sp

-2psp

杂化轨道2py2pzxyzxyz180°杂化轨道理论2个能量相同、方向不同的sp杂化轨道体系的能量降到最低（轨道间的排斥力最小）电子云轮廓图表示CO2分子sp杂化轨道的形成直线形xyzzxyz杂化轨道理论电子云轮廓图表示CO2分子sp杂化轨道的形成2pz2个氧原子sp杂化轨道2pxyxyzzxyzxyzxyz2py2pzxyzxyzxyz化合物中心原子核外电子排布式价层电子对数杂化轨道数目中心原子杂化类型VSEPR模型名称分子的空间结构BF3SO2BeCl2C2H20+2=2直线形1+2=3V形直线形平面三角形1s22s22p20+2=2直线形直线形1s22s20+3=3平面三角形平面三角形1s22s22p1sp2sp2sp332sp2课堂练习5杂化轨道理论3s23p4化合物中心原子核外电子排布式价层电子对数杂化轨道数目中心原子杂化类型形成σ键的杂化轨道数目容纳孤电子对杂化轨道数目BF3SO2BeCl2C2H21s22s22p23s23p41s22s21s22s22p1sp2sp2sp332sp232220100课堂练习5杂化轨道理论0+2=21+2=30+2=20+3=3一、理论要点1.能量相近的原子轨道发生混杂2.杂化轨道能量相同、方向不同3.混杂前后轨道总数不变4.体系的能量降到最低（轨道间的排斥力最小）二、理论应用1.中心原子的价层电子对数

=杂化轨道数价层电子对数为4时，其杂化类型为sp3杂化价层电子对数为3时，其杂化类型为sp2杂化价层电子对数为2时，其杂化类型为sp

杂化杂化轨道理论课堂小结2.杂化轨道只用于