2.2.1分子结构的测定、多样的分子空间结构-【名课堂精选】2022-2023学年高二化学同步精品课件（人教版2019选择性必修2）

第二节 分子的空间结构 第二章 分子结构和性质 第一课时 分子结构的测定 多样的分子空间结构 学习目标 1、知道分子的结构是可以测定的，红外光谱技术是测定物质结构的基本方法;能说明红外光谱等实验手段在物质结构研究中的应用。 2、结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，体会共价分子的多样性和复杂性。能借助实物模型等建立对分子的空间结构的直观认识。 一、分子结构的测定 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 分子结构的测定 推测 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。 现代仪器和方法 红外光谱仪 X射线衍射仪 用红外光谱法测定分子结构 1、红外光谱法 ①红外光谱仪原理： 光源 棱镜 红外线 样品（不断振动的分子吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线） 红外图谱 记录 ——测定分子所含化学键或官能团 ②分子结构的确定： 红外图谱 分析吸收峰 与谱图库比对，或通过量子化学计算 推断分子所含的官能团和化学键 强调：推断分子所含的官能团和化学键。 B A 课堂练习1：某未知物分子式为C2H6O，可能的结构 A或B，根据红外光谱图确定其结构。 分析：通过红外光谱图，发现未知物中含有O-H、C-H和C-O的振动吸收，可初步推测该未知物中含有羟基。可以确定其结构是A。 用质谱法测定分子的相对分子质量 质谱仪 2、质谱法 ①质谱仪原理： ——测定分子的相对分子质量 样品源 分子离子 碎片离子 质谱图 记录仪出现一系列峰 分子失去电子 电场加速 磁场偏转 根据离子相对质量不同分离 ②相对分子质量的确定： 相对分子质量＝最大质荷比 被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯（C6H5CH3) 纵坐标是相对丰度（与粒子的浓度成正比） 横坐标是粒子的相对质量与其电荷数之比（ )，简称质荷比。 m z 分子碎片 课堂练习2：某有机化合物A的红外光谱和质谱图如下图所示，由此可判断该有机化合物A是 (　 　) A.甲醇 B.甲烷 C.丙烷 D.乙烯 A　 课堂练习3：下列说法错误的是（ ） A、原子光谱上的特征谱线可以确定组成分子元素 B、红外光谱法是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等微粒 C、质谱法具有快速、微量、精确的测定有机物相对分子质量的物理方法 D、通过红外光谱法可以测知有机物所含的官能团 B 二、多样的分子空间结构 大多数分子是由两个以上的原子构成的，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 双原子分子空间结构——直线形 键角180° H2 O2 N2 HCl O=O N≡N H-Cl H-H 2、三原子分子 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 HCN O : : : C O : : : : : H : O H : : : O=C=O 180° 直线形 V形 105° 三原子分子空间结构——直线形和V形（又称角形） 直线形 180° H—C≡N H : C N : : : 3、四原子分子 四原子分子空间结构——平面三角形、三角锥形、直线形或四面体形 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 C2H2 H : C O : : : : : H H : N H : : : H H : C C : : H : : 120° 107° 平面三角形 三角锥形 180° 直线形 H-C≡C-H 4、五原子分子 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 : C H : : : H H 空间结构——构型更多，主要是四面体形 问题：五原子分子都是正四面体形结构吗? 提示：不是。如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等，虽为四面体形结构，但由于碳原子所连的四个原子不相同，使四个键的键长、键角不全相等，所以并不是正四面体形结构。 阅读课本P44资料卡片：一些分子的空间结构模型 正八面体 椅式C6H12比船式C6H12稳定 分子世界异彩纷呈： C60 C20 C40 C70 问题：根据元素周期律并结合本节所学知识，你能推断出PCl3、SiCl4分子的空间结构吗？ 提示：NH3分子的空间结构为三角锥形，CCl4分子的空间结构为正四面体形，根据同族元素原子的最外层电子排布相同，形成分子的空间结构相似可以进行推断。PCl3、SiCl4分子的空间结构分别为三角锥形、正