2.2.1 分子的空间结构-【化学一起课件】高中化学选择性必修2同步课件PPT（人教版2019）

分子的空间结构 THE SPATIAL STRUCTURE OF MOLECULES 第二节第1课时 第二章 分子结构与性质 学习目标 LEARNING OBJECTIVES 知道分子的空间结构是可以通过现代科学仪器进行测量的，感受科学技术在化学学科发展中的重要作用。 简单了解红外光谱仪和质谱仪的工作原理和应用。 熟练掌握常见的三原子分子、四原子分子和五原子分子的空间结构。  感受键角与中心原子价层电子对数目的关系，为价层电子对互斥理论的学习奠定基础。 【复习回顾】 【思考交流】 问题1 ：分子式为C2H6O的有机物可能有两种分子结构，请画出这两种可能结构的结构式。 问题2 ：如何利用现代科学仪器对上述两种有机物进行鉴定。 可以通过红外光谱分析分子中化学键和官能团等信息。 C C H H H H H OH 乙醇 C C H H H H H H O 二甲醚 分子的空间结构 【任务1】分子结构的测定 红外光谱仪 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的，分子振动需要能量。 当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，记录到图谱上呈现吸收峰。 通过和已有谱图比对，可分析出分子中所含有的化学键及官能团等信息。 分子的空间结构 【任务1】分子结构的测定 乙醇（ CH3CH2OH ） 的红外光谱图 分子的空间结构 【任务1】分子结构的测定 【思考交流】 问题3 ：自主阅读教材《科学•技术•社会》。请描述质谱法测定相对分子质量的原理。 样品源 高能电子流轰击 分子离子 碎片离子 在电场中加速 在磁场中偏转 记录相应信息 形成 质谱图 由于分子离子的质荷比最大，达到检测器需要的时间最长，因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量。 分子的空间结构 【任务1】分子结构的测定 问题4 ：从下图中读取甲苯的相对分子质量数据。 甲苯的相对分子质量为92 分子的空间结构 【知识拓展】X射线衍射 X射线衍射 1.X射线是一种波长很短（约10－10m）的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生衍射谱图。 3.将X射线衍射技术用于有机化合物（特别是复杂的生物大分子）晶体结构的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。 2.经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括键长、键角等分子结构信息。 4.目前，X射线衍射技术已成为物质结构测定的一种重要技术。 分子的空间结构 【知识拓展】X射线衍射 红外光谱、质谱，X射线衍射等现在科学仪器和方法，可用于分子结构的测定。 分子的空间结构 【任务2】了解常见分子的空间结构 双原子分子 大多数分子是由两个以上原子构成的，于是分子就有了原子的几何学关系和形状，即分子的空间结构。 O2 HCl 双原子分子为直线形分子 分子的空间结构 【任务2】了解常见分子的空间结构 三原子分子 化学式 结构式 键角 分子的空间结构模型 直线形 180° CO2 V形 105° H2O 分子的空间结构 【任务2】了解常见分子的空间结构 化学式 结构式 键角 分子的空间结构模型 四原子分子 120° CH2O 平面三角形 三角锥形 107° NH3 分子的空间结构 【任务2】了解常见分子的空间结构 五原子分子 化学式 结构式 键角 分子的空间结构模型 正四面体形 109°28’ CH4 分子的空间结构 【任务2】了解常见分子的空间结构 【思考交流】 问题5：根据上面的分析，请回答：CO2和H2O同为三原子分子，为什么具有不同的空间结构？ CO2和H2O都是三原子分子，但CO2分子中的键角为180°，H2O分子中的键角为105°，因此，CO2是平面三角形分子，H2O是V形分子。 CO2和H2O分子中化学键的键角大小不同，导致分子的空间结构不同。 键角是描述分子空间结构的重要参数。 分子的空间结构 【资料卡片】形形色色的分子 分子的空间结构 【任务3】探讨影响键角的因素 C H H H H ·· ·· ·· ·· CH4的电子式 讨论甲烷分子的键角为109°28’的原因： 用气球模拟甲烷分子中的四对共用电子对 CH4中的中心原子C最外层(价层)有4对共用电子对，由于电子之间的排斥作用，这四对共用电子对在空间上尽可能彼此远离，采取最大夹角。 若甲烷为平面正方形，则键角为90°，电子对之间的斥力较大，分子不稳定。 因此，甲烷分子的键角为109°28’，采取正四面体形分布，这样可以让电子对尽可能彼此远离，增加分子的稳定性。 分子的空间结构 【任务3】探讨影响键角的因素 【思考交流】 问题6：请尝试分析，若中心原子最外层(价层)分别有2对、3对共用电子对时，分别采取怎样的分布方式？ 中心原子价层电子对数 空间结构 气球空间互斥 电子对互斥 2 直线形 3 平面三角形 分子的空间结构 【阶段