2.2.1 分子结构的测定与多样性（学案） 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 2.2.1 分子结构的测定与多样性 【教材分析】 本节从分子结构的测定、三原子、四原子、五原子分子的立体构型为例，介绍典型分子立体构型；然后从价层电子对互斥理论和杂化轨道理论解释分子结构的多样性和复杂性，并根据上述理论判断简单分子和离子的构型。 【教学重难点】共价分子结构的多样性和复杂性 课程目标 学科素养 1.了解分子结构的测定方法。 2.认识共价分子结构的多样性和复杂性。 a.宏观辨识与微观探析：通过对典型分子空间结构的学习，了解共价分子结构的多样性和复杂性。 一、新课导入 问题情境：肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的结构的呢？ 二、学生讨论（对照学案分组讨论、同步板书） 三、聚焦展示 学习目标一：分子结构的测定 1、红外光谱工作原理 原理：分子中的原子不是固定不动的，而是处于 着的。分子的空间结构是分子中的原子处于 位置时的模型。 甲醛分子振动示意图 红外光谱仪原理示意图 分子振动需要 ，所以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 相同的红外线，记录到图谱上呈现 峰。通过和 比对，或通过 ，可以得知分子中含有何种 或官 的信息。 【案例分析1】部分官能团或化学键的红外吸收光谱 【案例分析2】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 。 【针对训练1】下列说法中不正确的是( ) A．测定分子结构的现代仪器和方法有红外光谱、晶体X射线衍射等 B．红外光谱属于原子光谱中的吸收光谱 C．红外光谱可测定分子中含有化学键或官能团的信息 D．当红外光束透过分子时，分子会吸收与它的某些化学键的振动频率相同的红外线 2、质谱工作原理 现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带 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 。 纵坐标表示 ，横坐标表示 （），简称 ，化学家通过分析得知，被测物的相对分子质量是 ，该物质是甲苯。 【针对训练2】下列说法中不正确的是( ) A．早年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 B．CH3CH2OH的红外光谱图中显示含有C-H、C-O、O-H等键 C．质谱仪的基本原理是在质谱仪中使分子得到电子变成分子离子和碎片离子等粒子 D．化学家根据质谱图中最大质荷比推测被测物的相对分子质量 学习目标二：共价分子结构的多样性 【过渡】美丽的化学结构视频 【展示】多样的分子空间结构 1．三原子分子 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CO2 O==C==O H2O 2．四原子分子 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CH2O 约120° NH3 3．五原子分子 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CH4 【针对训练3】下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是(　　) A．键角为180°的分子，空间结构是直线形 B．键角为120°的分子，空间结构是平面三角形 C．键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形 D．键角为90°~109°28'之间的分子，空间结构可能是V形 四、提升小结 分子结构的测定方法 常见分子结构类型 测定分子结构的现代仪器和方法 质谱：确定分子量，局部分子结构的质量。 红外光谱：确定化学键的类型，识别特定基团。 紫外光谱：确定特定的结构。 核磁共振氢谱：利用核磁共振仪记录下原子在共振下的有关信号绘制的图谱。 直线形分子：CO2、CS2、C2