2.2.1分子的空间结构 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第二节 分子的空间结构 第1课时 分子结构的测定和多样性 1 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 情境导入 肉眼看不到分子，科学家是怎么知道分子的空间结构？ 【思考】 一些分子的空间结构模型 一、分子结构的测定 红外光谱仪 X射线衍射仪 质谱仪 测定化学键或官能团 测定键长、键角等 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、质谱仪以及晶体X射线衍射等。 下 章 研 究 1.红外光谱法 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，可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。 ——测定化学键或官能团 红外光谱图 下图是有机物A(C2H6O)的红外光谱谱图，从图中能获得哪些信息？ 示例 通过红外光谱图可知，该物质中有 、 、 化学键，并推测可能含有 官能团。 C—H O—H C—O 羟基 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 2、某有机物A的分子式为C4H10O，红外光谱图如图所示，则A的结构简式为 A.CH3CH2OCH2CH3 B.CH3OCH2CH2CH3 C.CH3CH2CH2CH2OH D.(CH3)2CHOCH3 A 2.质谱法 ——测定分子的相对分子质量 在质谱仪中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。 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 甲苯分子的质谱图 确定相对分子质量 最大 质荷比 质谱图 质荷比：分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值 甲苯的相对分子质量为92 分子离子 碎片离子 示例 最大的质荷比=相对分子质量 1.如图是有机物A的质谱图，则A的相对分子质量是（ ） A.29 B.43 C.57 D.72 最大质荷比 D 【课堂小练】 2、某有机化合物A的红外光谱和质谱图如下图所示，由此可判断该有机化合物A是 (　 　) A.甲醇 B.甲烷 C.丙烷 D.乙烯 A　 1.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，这就是分子的空间结构。 二、多样的分子空间结构 （直线形） H2 O2 N2 HCl O=O N≡N H-Cl H-H 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 H H O C O O O=C=O H H O 180° 直线形 105° V 形 （角形） 2.三原子分子 （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 空间充填模型 球棍模型 甲醛 CH2O NH3 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 3.四原子分子 （平面三角形或三角锥形） 【思考】　四原子分子一定都是平面三角形或三角锥形？ 　 不一定。 3.四原子分子其他立体构型 乙炔C2H2 180° P4 60° BF3 120° H2O2 H-O-O-H 正四面体形 平面正三角形 直线形 化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间结构 空间充填模型 球棍模型 CH4 109°28′ （正） 四面体形 H H C H H C H H H H 4.五原子分子 （四面体形） 多样的分子空间结构 P4O6 SF6 P4 P4O10 C60 S8 椅式C6H12 船式C6H12 课本第44页 椅式C6H12比船式C6H12稳定 皇冠 分子的结构测定 红外光谱： 化学键或官能团 质谱仪: 相对分子质量 晶体X射线衍射法（下章研究） 多样的分子空间结构 三原子分子 CO2 H2O 四原子分子 五原子分子 直线形 V形（又称角形） 平面三角形 三角锥形 四面体形 HCHO NH3 CH4 【课堂小结】 (1)键角为180˚的分子，空间结构是直线形。(　　) (2)键角为120˚的分子，空间结构是平面三角形。(　　) (3)空间结构是正四面体形，键角一定是109˚28´ 。(　　) (4)键角在90˚-109˚28´之间的分子，空间结构可能是V形 。(　　) (5)只由红外光谱就可以确定物质的分子式。(　　) (6)质谱图中的所有数据之和的平均值就是分子的相对分子质量。(　　) (7)由质谱图还可以确定化合物的元素组成。(　　) (8)由CH4的结构可推测CH2Cl2也是正四面体。(　　) × × × 1、正误判断： √ × × √ × 【课堂小练】 2.下列分子的空间结构为直线形的是(　　 ) A.H2O B.NH3 C.CH4　　 D.CO2 D 【课堂小练】 3.写出下列分子的电子式，再对照其球棍模型，分析其结构不同的原因。 CO2 H2O 化学式 电子式 分子的空间结构模型 结论：由于中心原子的孤电子对占有一定空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。 CH2O CH4 NH3 22 4．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子最外层有一个电子，基态 Y 原子有3个未成对电子，基态Z原子的价电子数等于其电子层数，四种元素可形成离子化合物| [YX4]+[ZW4]-，下列叙述正确的是 A．氧化性：Y2>W2 B．电负性：Y>X>Z C．YX3的空间结构为平面三角形 D．第一电离能：Y<W H N Al Cl B Lavf57.83.100 $