2.2.1 分子结构的测定 多样的分子空间结构 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦分子结构测定方法与多样空间结构，通过维生素A分子结构提问导入，复习键参数（键能、键长、键角）搭建支架，衔接现代测定技术（红外光谱、质谱等）与分子空间结构分析，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，如苯结构测定史体现科学态度，红外光谱分析乙醇结构培养证据推理能力，分子模型讨论促进实践探究。归纳小结关联键参数与结构，强化化学观念，助力学生理解结构决定性质，为教师提供丰富案例与分层练习。

新人教版 化学 选必2 第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 第1讲 分子结构的测定 多样的分子空间结构 1、通过阅读教材开拓视野，了解分子结构的测定方法。 2、认识微观结构对分子立体构型的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性（重难点） 教学目标 键能 键长 共价键的稳定性 一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。 键角 分子的空间结构 决定分子的性质 键参数 决定 决定 复习旧知 思考：肉眼不能看到分子的形状，那么科学家是怎样知道分子的结构的呢？ 新课导入 一、分子结构的测定 1.早期的分子结构测定方法 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，再推测分子的结构。但是化合物结构复杂，并且非常耗时。 例如：苯的结构的测定 19世纪，英国科学家法拉第对贮运压缩煤气的桶中的油状液体产生浓厚兴趣，花了整整五年时间提取这种液体，从中得到了苯——一种无色油状液体。 Michael Faraday (1791-1867) 法拉第发现苯以后，法国化学家热拉尔立即对苯的组成进行测定，他发现苯仅由碳、氢两种元素组成，其中碳元素的质量分数为92.3%，苯的相对分子质量为78。即，苯的分子式为C6H6 1865～1866年凯库勒提出苯的结构 （1）6个碳原子构成平面六边形环。 （2）每个碳原子均连接一个氢原子。 （3）环内碳碳单双键交替。 一、分子结构的测定 2.现代的分子结构测定方法 红外光谱仪 质谱仪 测定化学键或官能团 测定相对分子质量 现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱仪、质谱仪以及晶体X射线衍射仪等。 X射线衍射仪 测定键长、键角等 下 章 介绍 一、分子结构的测定 2.现代的分子结构测定方法 (1) 红外光谱仪 原子振动理论 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。原子与原子结合依靠的是原子间的化学键，这些化学键就像弹簧，通过震动来化解原子间的伸缩振动，从而保持物质的状态。 红外光谱仪 工作原理 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。 一、分子结构的测定 2.现代的分子结构测定方法 (1) 红外光谱仪 红外光谱仪 工作原理图示 红外光谱图 以某未知物 分子式C2H6O为例 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。 一、分子结构的测定 2.现代的分子结构测定方法 (2) 质谱仪 质谱仪工作原理 分析 图谱 分子离子和 碎片离子 分子 失去电子 高压电 场加速 通过狭缝进 入磁场分离 记录仪 质谱图 得出分子的相 对分子质量 一、分子结构的测定 2.现代的分子结构测定方法 (2) 质谱仪 质谱图 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m/z，简称质荷比。 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) 分析等效氢的种类 (3)核磁共振氢谱法(NMR) 拓展延伸 例1.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 典例剖析 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 典例剖析 观察下列几种简单分子的空间结构模型，尝试从化学式、电子式、结构式、键角、分子的空间结构对以下分子进行分析，并思考以下问题： 1.两个原子构成的分子，将这2个原子看成两个点，则它们在空间上可能构成几种形状？ 2.三个原子构成的分子，将这3个原子看成三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？ 3.四个原子构成的分子，将这4个原子看成四个点，则它们在空间上可能构成几种形状？ 4.五个原子构成的分子，将这5个原子看成五个点，则它们在空间上可能构成几种形状？ 思考讨论 二、多样的分子空间结构 1.双原子分子 球棍模型 分子式 结构式 结构 H2 O2 N2 HCl O=O N≡N H-Cl H-H 直线形 直线形 直线形 直线形 思考：像O2、HCl 这样的双原子分子中存在分子的空间结构问题吗？何谓“分子的空间结构”？ 单原子分子(稀有气体分子)、双原子分子不存在空间结构 大多数分子是由两个以上原子构成的，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。 H2O CO2 NH3 HCHO CH4 BF3 C2H2 P4 H2O2 C6H6 C8H8 S8 思考讨论 二、多样的分子空间结构 2.三原子分子 化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 分子 空间结构 空间充填模型 球棍模型 CO2 H2O H H O C O O O=C=O H H O 180° 直线形 105° V 形 （角形） H H O C O O O=C=O (AB2型)分子的常见空间结构——直线形和V形 二、多样的分子空间结构 3.四原子分子 化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 分子 空间结构 空间充填模型 球棍模型 甲醛 CH2O NH3 BF3 (AB3型)分子的常见空间结构——平面三角形和三角锥形 C H O H H H N H 约120° 平面三角形 107° 三角锥形 O=C H H H H N H 平面正三角形 120° 二、多样的分子空间结构 3.四原子分子 其他空间结构——直线形、正四面体形、特殊二面角 乙炔 C2H2 180° P4 60° 直线形 正四面体形 H2O2 特殊二面角 二、多样的分子空间结构 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 分子 空间结构 空间充填模型 球棍模型 CH4 CH3Cl CCl4 (AB4型)分子的常见空间结构——（正）四面体形 109°28′ 正四面体形 H H C H H 四面体形 109°28′ | | Cl – C – Cl Cl Cl 正四面体形 →常见的呈现正四面体的粒子：CCl4、CBr4、SiCl4、SiH4、NH4+等 二、多样的分子空间结构 5.其他多分子 C6H6 C60 正八面体形 PCl5 三角双锥形 椅式C6H12比船式C6H12稳定 平面正六边形 120° 椅式C6H12 船式C6H12 P4O10 二、多样的分子空间结构 归纳小结 分析以上分子结构，各种分子的空间结构与 (填序号)有关。 ①原子数目　②键能　③键长　④键角　⑤孤电子对 ①③④⑤ 分子的空间结构 分子结构的测定 多样的分子空间结构 红外光谱仪：测定化学键或官能团 质谱仪：测定相对分子质量 两原子：直线形 三原子：直线形或V形 四原子：常见平面三角形、三角锥形等 五原子：常见四面体形 多原子：结构复杂 晶体X射线衍射法：测键角和键长 分子的空间结构与其稳定性有关 组成 结构 性质 用途 课堂总结 23 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 课堂练习 meiyangyang8602 2.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 3.如图所示某分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为 A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2CH2COOH C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCH2COOH A 课堂练习 4.2002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。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 课堂练习 5.下列能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是（ ） A.甲烷分子中4个C—H键的强度相同 B.甲烷分子中4个C—H键的长度相同 C.甲烷的一氯代物只有1种 D.甲烷的二氯代物只有1种 D 课堂练习 6.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 7.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 课堂练习 8.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 B 课堂练习 新人教版 化学 选必2 第二章 分子结构与性质 谢谢观看 $