2.2.分子的空间结构课件2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二节 分子的空间结构 第二章 分子结构与性质 湖北省利川市第一中学 P4O6 SF6 P4 P4O10 C60 S8 椅式C6H12 船式C6H12 【资料卡片】 一些分子的空间结构模型 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？ 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 1、用红外光谱法测定分子结构 ——测定分子所含化学键或官能团 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 ①红外光谱仪原理 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 ②分子结构的测定 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。 质谱仪 2、质谱法 ——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 ①质谱仪原理 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) m z 分子碎片 ②相对分子质量的测定 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。 【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　 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。 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 二、多样的分子空间结构 1、双原子分子 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 : : : 2、三原子分子 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 3、四原子分子 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。 课堂小结 测定分子结构方法 晶体X射线衍射法 红外光谱法 化学键或官能团 质谱法 相对分子质量 分子空间结构 三原子 直线形 V形 四原子 平面三角形 三角锥形 五原子 形状很多，主要正四面形 化学式 电子式 分子空间结构模型 成键特点 CO2 H2O CH2O NH3 中心原子C最外层电子全部与2个O成双键 中心原子O最外层电子两个与O成键，有2个孤电子对 中心原子C最外层电子2个与O成双键，2个与H键成单键 中心原子N最外层电子3个与H成单键，1对孤电子对 难道分子空间结构除了与成键原子数有关，还与孤电子对有关？ 【问题与讨论】 三原子分子CO2和H2O、四原子分子CH2O和NH3，为什么它们的空间结构不同？比较其电子式，你能找到原因吗？ 孤电子对：指未形成共价键的成对价电子 为了探其原因，发展了许多结构理论。有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥模型(VSEPR models) ，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。