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1.7.2013
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第二节 分子的空间结构
第1课时
第二章 分子结构与性质
多样的分子空间结构
肉眼不能看到的分子,那么,科学家是怎样知道分子的结构的呢?
分子结构的测定
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推测分子的结构。
如今,科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器,如红外光谱、质谱仪、晶体X射线衍射等。
红外光谱仪
质谱仪
X射线衍射仪
总结规律→推测分子结构
分子结构的测定
红外光谱在测定分子结构中的应用
红外光谱工作原理:
分子中的原子不是固定不动的,而是不断地振动着的。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。通过和已有谱图库比对,或通过
量子化学计算,可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的,综合这些信息,可分析分子中含有何种化学键或官能团的信息。
【自主学习】教材P41全部内容至P42图2-6
分子结构的测定
红外光谱在测定分子结构中的应用
红外光谱仪原理示意图
分子振动需要能量,所以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。
通过与已有谱图库比对,或
通过量子化学计算,可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的,可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。
红外光谱的用途:可测定物质中含有哪种化学键或官能团。
某未知物的红外光谱图
红外光谱可以分析物质的官能团或化学键的相关信息,要确定该未知物的结构,还必须知道该未知物的相对分子质量,那如何测定分子的相对分子质量呢?
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红外光谱可以分析物质的官能团或化学键的相关信息,要确定该未知物的结构,还必须知道该未知物的相对分子质量,那如何测定分子的相对分子质量呢?
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你认为该物质是乙醇( C2H5OH )还是甲醚(CH3-O-CH3),为什么?
某未知物的红外光谱如图所示
该物质中含有O-H键,所以是C2H5OH
分子结构的测定
质谱法在测定分子相对分子质量中的应用
质谱仪
现代化学常利用质谱仪(如上图)测定分子的相对分子质量。
分子结构的测定
质谱法在测定分子相对分子质量中的应用
【自主学习】学习教材P42 →“科学·技术·社会”全部内容,了解使用质谱仪测定相对原子质量的方法。
分子结构的测定
质谱法在测定分子相对分子质量中的应用
被测物质的相对分子质量是 。
甲苯质谱图
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质谱图中呈现的最大数字即为被测物质的相对分子质量。
某待测物质的质谱图如右图所示。被测物质的相对分子质量是 。
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【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 ,可以准确测定有机物分子相对分子质量的是 。
A.核磁共振氢谱 B.质谱
C.红外光谱 D.紫外光谱
C
D
多样的分子空间结构
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。
注意:单原子分子(稀有气体分子)、双原子分子不存在空间结构。
化学式
电子式
分子的空间结构模型及名称
结构式
键角
CO2
O=C=O
180◦
多样的分子空间结构
三原子分子的空间结构
直线形
H2S与H2O都是V形结构
CO2、CS2都是直线形结构
化学式
电子式
分子的空间结构模型及名称
结构式
键角
多样的分子空间结构
三原子分子的空间结构
H2O
105◦
H2S、H2O都是V形结构
V形(角形)
多样的分子空间结构
三原子分子的空间结构
直线型
V形(角形)
O=C=O
多样的分子空间结构
四原子分子的空间结构
CH2O
(甲醛)
NH3
化学式
电子式
分子的空间结构模型及名称
结构式
键角
120◦
107◦
平面三角形
三角锥形
SO3、BF3都是
平面三角形结构
PH3、PCl3都是
三角锥形结构
四原子分子
——大多为平面三角形或三角锥形
多样的分子空间结构
四原子分子其他的特殊结构
乙炔 H-C≡C-H
直线形
白磷(P4)
正四面体形
H2O2 H-O-O-H
四面体形
多样的分子空间结构
五原子分子的空间结构
CH4
CCl4
109°
28′
109°
28′
化学式
电子式
分子的空间结构模型及名称
结构式
键角
正四面
体形
正四面
体形
多样的分子空间结构
其他分子的空间结构
P4O6
SF6
P4
P4O10
C60
S8
椅式C6H12
船式C6H12
正四面体
测定分子结构方法
晶体X射线衍射法
红外光谱法
化学键或官能团
质谱法
相对分子质量
分子空间结构
三原子
直线形
V形
四原子
平面三角形
三角锥形
五原子
主要正四面形
小结
EVCapture5.0.7软件录制
Lavf58.33.100
本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn
EV录屏5.1.3软件录制
Lavf58.33.100
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