2.2.1 多样的分子空间结-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修2）

该高中化学课件聚焦分子空间结构的测定方法及多样分子结构类型，通过展示C₆₀、金刚石等美丽化学结构导入，从早期推测方法过渡到现代红外光谱、质谱法等测定技术，再按原子数分类讲解双原子到五原子分子的空间结构，以问题讨论和例题为支架帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于融合现代测定技术实例与结构化分类，通过红外光谱推测C₂H₆O结构、质谱法分析甲苯质荷比等活动培养科学探究与实践能力，用表格对比键角和模型强化“结构决定性质”的化学观念，课堂检测多样化促进科学思维发展。学生能直观理解微观结构，教师可借助系统资料提升教学效率。

第一章 化学反应的热效应 第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 本节重点 知道红外光谱技术是测定物质结构的基本方法。体会共价分子的 多样性和复杂性。 第1课时 多样的分子空间结构 分子的世界形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。科学家是怎样知道分子的结构的呢？ 美丽的化学结构 ——换一种方式打开化学世界 C60 金刚石 S8 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 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、质谱法、晶体X射线衍射(下一章讲)等 测定 依据官能团特征反应 1、早期方法 困难：化合物结构复杂的，耗时 主题1： 分子空间结构的测定方法 2、现代方法 红外光谱仪 质谱仪 X射线衍射仪 主题1： 分子空间结构的测定方法 优势：微量、快速、准确、信息量大 紫外光谱、核磁共振氢谱等 红外光谱法 原理：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。 主题1： 分子空间结构的测定方法 某未知物的红外光谱 某未知物分子式为C2H6O，通过红外光谱（如图），推测其结构。 思考讨论 主题1： 分子空间结构的测定方法 课堂检测 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 B 课堂检测 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 B 红外光谱帮助我们确定分子中的化学键和官能团，还有什么现代化仪器帮我们确定有机物的结构呢？ 现代化学常利用质谱仪（如上图）测定分子的相对分子质量 质谱仪 主题1： 分子空间结构的测定方法 测定分子的相对分子质量 样品源分子在离子化室失去电子，会碎裂成不同大小碎片的分子和离子，在加速盘会因为质量与所带电荷比值（质荷比）不同而依次进入离子捕集器，采集放大离子信号，记录质谱图 质谱法 主题1： 分子空间结构的测定方法 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 相对分子质量＝最大质荷比 （原子数目不变，只失去一个电子） 被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯（C6H5CH3) 质谱法 质荷比 92 C6H5CH3+ 91 C6H5CH2+ C5H5+ 65 39 C3H3+ 对应横坐标即相对分子质量 主题1： 分子空间结构的测定方法 【例1】可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是( ) A.核磁共振氢谱 B.质谱 C.红外光谱 D.紫外光谱 C 【例2】2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子的结构进行分析的质谱法。其方法是让极少量(10－9 g左右)的化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化后可得到 ……然后测定其质荷比β。设H＋的质荷比为1，某有机物样品的质荷比如图(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子多少有关)，则该有机物可能( ) A.CH3OH B.C3H8 C.C2H4 D.CH4 D 下列关于分子结构测定的叙述中正确的是（ ） A.红外光谱法是测定分子的相对分子质量 B.质谱仪法是测定分子的结构或官能团 C.红外光谱法测定出CH3COOH分子有5种化学结构单元 D.质谱仪测得CH3CH2OH最大的质荷比为45 C 课堂检测 在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间顺序不一样，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。这就是所谓的分子的立体构型。 石墨 C60 主题2:多样的分子空间结构 两个原子构成的分子，空间结构只能是直线形 氧气O2 氯化氢HCl 1、双原子分子空间结构 单原子分子(稀有气体分子)、双原子分子不存在空间结构 主题2:多样的分子空间结构 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 O : : : C O : : : : : H : O H : : : O=C=O 180° 直线形 V形 105° 2、三原子(AB2型)分子的空间结构——直线形和V形 主题2:多样的分子空间结构 17 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 H : C O : : : : : H H : N H : : : H 120° 107° 平面三角形 三角锥形 3、四原子(AB3型)分子的空间结构——平面三角形和三角锥形 主题2:多样的分子空间结构 18 四原子分子其他立体构型（直线形、正四面体形） （平面三角形，三角锥形） C2H2 180° P4 60°正四面体形 BF3 平面正三角形 120° 主题2:多样的分子空间结构 19 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 4、五原子(AB4型)分子的空间结构——正四面体形 主题2:多样的分子空间结构 20 P4O6 SF6 P4 P4O10 C60 S8 椅式C6H12 船式C6H12 5、其他多原子分子 分子空间结构与其稳定性有关。例如，上图中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。 主题2:多样的分子空间结构 思考讨论 1、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？ 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、正四面体形。 2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等五原子分子都是正四面体形结构吗? 不是，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。 主题2:多样的分子空间结构 课堂检测 1.下列分子的空间结构模型正确的是( ) A.CO2的空间结构模型： B.H2O的空间结构模型： C.NH3的空间结构模型： D.CH4的空间结构模型： D 2.下列叙述正确的是 (　 　) A. NH3分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心 B. CCl4分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心 C. H2O分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央 D. CO2分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央 C 课堂检测 3.下列分子的空间结构与分子中共价键键角对应不正确的是 ( ) A.V形：105° B.平面正三角形：120° C.三角锥形：109°28‘ D.正四面体形：109°28' C 4.下列说法正确的是( ) A．CS2分子的立体构型是V形 B．NF3分子的立体构型是四面体形 C．键长、键角不同是导致分子构型不同的主要原因 D．正四面体形分子一定是五原子分子 C 5.(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为______。 (2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C==S的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为_______。 V形 直线形 (3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是_________。 a.两个键之间的夹角为109°28′ b.C—H为极性共价键 c.4个C—H的键能、键长都相等 d.二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体) ad 课堂检测 课堂小结 多样分子的空间结构及测定 分子结构的测定 多样的分子空间结构 方法 仪器 三原子分子 四原子分子 五原子分子 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进行推测 红外光谱仪：可分析分子中含有 何种化学键或官能团的信息 现代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 质谱仪：测定分子的相对分子质量 其他多原子分子的空间结构 Thank you for watching Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $