2.2.1分子结构的测定和多样性 课件 -2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第二节 分子的空间结构 第二章 分子结构与性质 第1课时 分子结构的测定和多样性 1 思考：肉眼看不见的分子，科学家如何知道其结构呢？ 新课导入 P4O6 SF6 NH3 P4 一些分子的空间结构模型 分子结构测定的方法 早期：对物质化学性质进行系统总结得出规律后进行推测； 如今：应用现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等 质谱仪（P42） 红外光谱仪（P41） X射线衍射仪（P75） 测定化学键或官能团 测定相对分子质量 测定键长、键角等 (1) 原理：分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线 红外光谱图 分析吸收峰 与谱图库比对 推断分子所含的官能团和化学键 分子结构测定的方法 1、红外光谱法 (2) 实例 下图是有机物A(C2H6O)的红外光谱谱图，说明是乙醇C2H5OH还是二甲醚CH3OCH3？ 分子结构测定的方法 √ 该分子中有3种不同的化学键，分别是C—H、O—H、C—O。 习题 如图是一种分子式为C4H8O2的有机化合物的红外光谱图，则该有机 化合物可能为(　　) A、 CH3COOCH2CH3 B、 CH3CH2CH2COOH C、 HCOOCH2CH2CH3 D、 (CH3)2CHCH2COOH A 至少有2个-CH3 分子结构测定的方法 2、质谱法 (1) 原理 待测物 分子离子 碎片离子 电场加速 获得质谱图 高能电子流轰击，分子失电子 不同碎片数量不同，出现一系列高低峰 不同离子碎片相对质量不同，到达接收器的速度不同 ——测定分子的相对分子质量 正离子被正极排斥，负极吸引，速度变快 磁场偏转 离子质量越大，越不易偏转 离子捕集 信号放大 质谱仪中分子发生的变化：分子→带正电荷的分子离子→碎片离子 92 91 65 39 甲苯的质谱图 横坐标是粒子的相对质量与其电荷数之比，简称质荷比（ ） m z (2) 相对分子质量的确定 相对分子质量＝最大质荷比 分子结构测定的方法 习题 如图是有机化合物X的质谱图，则X的相对分子质量是(　　) A、29 B、43 C、57 D、72 D 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、某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有C-H、O-H、C-O的振动吸收，质谱显示该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是( ) A、CH3CH2OCH3 B、CH3CH(OH)CH3 C、CH3CH2OH D、CH3COOH B 习题 3、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 习题 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。 单原子分子(稀有气体)不存在空间结构 直线形 双原子分子的空间结构： 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） 三原子分子(A2B型)的空间结构： 直线形或V形 多样的分子空间结构 双原子分子——直线形，键角180° ，不存在空间结构 四原子分子(AB3型)的空间结构： 平面三角形或三角锥形 化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间结构 空间填充模型 球棍模型 CH2O NH3 120° 平面三角形 107° 三角锥形 多样的分子空间结构 四原子分子其他立体构型 乙炔 C2H2 180° 白磷 P4 60° 直线形 正四面体形 BF3 120° 平面正三角形 H2O2 书页形 H-O-O-H 多样的分子空间结构 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 CH3Cl 109°28′ 正四面体形 H H C H H C H H H H 四面体形 五原子分子(AB4型)的空间结构： 四面体形 其他多原子分子的空间结构： P4O6 SF6 P4 P4O10 C60 S8 椅式C6H12 船式C6H12 正八面体形 椅式C6H12 比 船式 C6H12稳定 总结 常见分子中的键角与分子空间结构 分子类型 键角 空间结构 实例 AB2 180◦ 直线形 CO2、BeCl2、CS2 ＜180◦ V形 H2O、H2S AB3 120◦ 平面三角形 BF3、BCl3、CH2O ＜120◦ 三角锥形 NH3、PH3 AB4 109◦28′ 正四面体形 CH4、CCl4 习题 1、下列分子的球棍模型正确的是(　　) D 2、(1)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______。 (2)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_______。 V形 直线形 (3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是_________。 a.两个键之间的夹角为109°28′ b.C—H为极性共价键 c.4个C—H的键能、键长都相等 d.二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体) ad 习题 A.CO2的球棍模型: B.PH3的球棍模型: C.H2S的球棍模型: D.CH4的球棍模型: $