2-2-1多样的分子空间结构 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 第1课时 多样的分子空间结构 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后推测分子的结构。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。 红外光谱仪： 晶体X射线衍射仪： 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的，共价键也有细微的伸缩。 分子的空间结构是分子中的原子处于 位置时的模型。 1、红外光谱 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。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。 例如：某未知物分子式为C2H6O，可能为乙醇CH3CH2OH，或者二甲醚CH3OCH3，通过红外光谱，可以推测其结构。 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 。 有机物的同分异构现象是普遍且复杂的，知道分子式后可以通过红外光谱进一步知道其中含有怎样的官能团。 那如何测定分子的相对分子质量呢？ 用 测定分子的相对分子质量。 2、质谱 质谱仪使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的各种离子具有不同的质荷比，在磁场作用下达到检测器的时间有差异，其结果被记录为质谱图。 随堂练习 1、某有机化合物分子的质谱图如下，则该分子的相对分子质量为(　　) A．27　　　B．31 C．45　　　D．46 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)CH3 C.CH3CH2OH D.CH3COOH 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 二、多样的分子空间结构 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，这就是 。 1、单原子分子(主要指稀有气体)： 。 2、双原子分子的空间结构： 。 3、三原子分子的空间结构：直线形或V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 空间填充模型 球棍模型 CO2 H2O 4、四原子分子的空间结构：平面三角形或三角锥形 化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间结构 空间填充模型 球棍模型 甲醛CH2O NH3 四原子分子的其他空间结构 乙炔 白磷P4 H2O2 5、五原子分子的空间结构：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 空间填充模型 球棍模型 CH4 分子空间结构与 有关。 例如，S8像顶皇冠，如果把其中一个向上的硫原子倒转向下，尽管也可以存在，却不如皇冠式稳定。 又如，椅式C6H12 比 船式 C6H12稳定。 三、等电子原理 分子 N2 CO 结 构 原子数 电子数 价电子数 立体构型 性 质 沸点/℃ －195.81 －191.49 熔点/℃ －210.00 －205.05 液体密度/g·cm－3 0.796 0.793 等电子体原理： 。 等电子体的判断和应用 (1) 判断方法: (2) 应用： ①判断