第2章 第2节 第1课时 分子结构的测定和多样的分子空间结构-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（人教版 单选版）

本讲义聚焦分子的空间结构，先系统介绍红外光谱、质谱法等分子结构测定方法，再通过ABn型分子（如CO₂直线形、H₂O V形等）及P₄、S₈等实例，构建从测定到空间结构认知的学习支架。 资料以现代仪器原理（如红外光谱吸收峰分析）和空间模型（球棍、空间填充模型）为载体，培养科学思维中的模型认知与证据推理能力，题点训练覆盖基础判断与综合应用，课中辅助直观教学，课后助力学生查漏补缺。

第二节　分子的空间结构 学习目标 重点难点 1.知道分子的结构是可以测定的,红外光谱技术是测定物质结构基本方法;能说明红外光谱等实验手段在物质结构研究中的应用。 2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,体会共价分子的多样性和复杂性。能借助实物模型等建立对分子的空间结构的直观认识。 3.能运用价层电子对互斥模型预测简单分子的空间结构,发展学生的模型认知能力。 4.结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型(sp、sp2、sp3 ),能运用杂化轨道理论解释简单共价分子和离子的空间结构。 重 点 从原子轨道重叠的视角应用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的空间结构;应用杂化轨道理论解释分子的空间结构。 难 点 中心原子上的孤电子对数的计算;用杂化轨道理论解释含有孤电子对的分子的空间结构。 第1课时　分子结构的测定和多样的分子空间结构 新知探究(一)——分子结构的测定 1.测定分子结构的仪器和方法 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后进行推测。现代科学家应用了现代仪器和方法,如红外光谱、质谱法(测定分子的相对分子质量)、晶体X射线衍射等。 2.红外光谱 (1)原理: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,再记录到图谱上呈现吸收峰。红外光谱仪原理示意图如图。 (2)应用:将测定的红外图谱和已有谱图库比对,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。红外光谱如图: 该有机物分子中有3种不同的化学键,分别是C—H、O—H、C—O。 3.质谱法 (1)原理: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。各粒子相对质量不同,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。质谱仪原理示意图如图。 (2)应用:质谱中质荷比最大的峰是分子离子峰,由此可得知样品分子的相对分子质量。甲苯分子的质谱图如图:甲苯的相对分子质量为92。 [微点拨]　一种元素可以有多种核素,化合物分子在质谱中失去1个电子形成的离子会有多种质荷比,将其中质荷比大于分子中离子峰的离子称为同位素离子,该峰称为同位素峰。 [题点多维训练] 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.原子光谱 B.质谱法 C.红外光谱 D.焰色试验 解析:选C　利用原子光谱鉴定元素,A错误;质谱法分析相对分子质量,B错误;红外光谱判断有机物分子中官能团的种类,C正确;焰色试验判断的是何种金属元素,D错误。 2.现代化学常用的测定分子的相对分子质量的方法是 (　　) A.质谱法 B.晶体X射线衍射法 C.核磁共振氢谱法 D.红外光谱法 解析:选A　现代化学常用质谱法测定分子的相对分子质量,A项正确。 3.现代化学测定有机物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是 (　　) A.元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量,还可以测定其分子的空间结构 B.质谱仪可用于有机物分子结构的测定 C.通过红外光谱分析可以区分乙醇和乙酸乙酯 D.质谱法和红外光谱法不属于测定有机物组成和结构的现代分析方法 解析:选C　元素分析仪可对物质中的元素及含量进行定量分析,但无法确定有机化合物的空间结构,A错误;质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的相对原子质量及相对丰度,也可用于有机物相对分子质量的测定,B错误;红外光谱可确定物质中的基团,乙醇和乙酸乙酯中的基团不同,则通过红外光谱分析可以区分乙醇和乙酸乙酯,C正确;质谱法可以测定有机物的相对分子质量,红外光谱法可以测定分子中的基团,属于测定有机物组成和结构的现代分析法,D错误。 4.已知某分子的质谱图如图所示,且分子的红外光谱信息中含有C—O、C—H、O—H的吸收峰。下列关于其分子结构的叙述中正确的是 (　　) A.该分子的结构为CH3CH2OH B.该分子的相对分子质量可能为27、31、45 或46 C.该分子的结构为CH3—O—CH3 D.该分子的红外光谱和质谱都可以全面反映分子结构的信息 解析:选A　题中分子的相对分子质量为46,其他数据为分子碎片的相对分子质量,B错误;从该分子的红外光谱信息可知,分子中有羟基,A正确,C错误;质谱能反映相对分子质量信息,但不能全面反映分子的结构信息,D错误。 5.用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱图如下: 则由红外光谱图得乙偶姻分子中含有的化学键是　　　　　　　　　　　,推测其含有的官能团是:　　　　　　　　(填结构简式)。  答案:O—H、C—H和C==O　—OH、 新知探究(二)——多样的分子空间结构 1.单中心分子的空间结构 (ABn型,A为中心,B与A单独成键) 分子中 原子数目 化学式 空间结构 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间填充模型 球棍模型 三原子 CO2 直线形 O==C==O 180° H2O V形 105° 四原子 CH2O 平面三角形 120° NH3 三角锥形 107° 五原子 CH4 正四面体形 109°28' 2.多样的其他分子的空间结构 (1)白磷(P4)、六氧化四磷(P4O6)、十氧化四磷(P4O10) P4是正四面体形分子,6个P—P,键角60°,若P4的每个P—P打开嵌入—O—,即得到P4O6,每个P都再继续与O原子形成P==O结构,即得到P4O10。 (2)环己烷 椅式C6H12比船式C6H12稳定。 (3)S8分子和SF6分子 S8像顶皇冠,8个S不在一个平面上,键角约108°;SF6分子为正八面体形结构。 [题点多维训练] 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)组成分子的原子个数相同时,空间结构、键角都相同 (×) (2)正四面体形的键角均为109°28' (×) (3)在①P4、②NH3、③CH4、④BF3中,分子结构为正四面体形的有①③ (√) (4)H2O、H2O2分子的空间结构相同 (×) (5)船式C6H12比椅式C6H12稳定 (×) 2.下列分子的立体结构模型正确的是 (　　) A B C D CO2 H2O NH3 CH4 解析:选D　CO2分子是直线形,A项错误;H2O分子为V形,B项错误;NH3分子为三角锥形,C项错误;CH4分子是正四面体结构,D项正确。 3.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　　　　　　　　。  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　　　　　　。  答案:V形　直线形 |归纳拓展|分子组成、键角与空间结构的关系 分子组成 AB2 AB3 AB4 键角 180° <180° 120° <120° 109°28' 空间结构 直线形 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体形 学科网（北京）股份有限公司 $