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】2026-2027学年高中化学选择性必修第二册教师用书word（人教版 双选版）

第二节　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