高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构优质ppt课件

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    【思考】肉眼不能看到分子，科学家是怎样知道分子的结构的呢？

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第二节 分子的空间结构

            第一课时 分子结构的测定

一、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和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。

下面先介绍红外光谱，下一章还将介绍晶体X射线衍射。

1.测定分子结构的现代仪器和方法

红外光谱：分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。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，再记录到谱图上呈现吸收峰。

通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。

红外光谱仪原理示意图

测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析官能团、化学键。

例如，通过红外光谱仪测得某未知物的红外光谱图如上图所示，发现有O—H、C—H、和C—O的振动吸收。因此，可以初步推测该未知物中含有羟基（—OH）。

    【思考】红外光谱帮助我们确定分子中的化学键和官能团，还有什么现代化仪器帮我们确定有机物的结构呢？

现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。

质谱仪的基本原理是：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，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。

质谱：纵坐标表示相对丰度，横坐标表示粒子的相对质量与其电荷数之比（m/z），简称荷质比，化学家通过分析得知，被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯。

二、多样的分子空间结构

在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间顺序不一样，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。这就是分子的立体构型。

1.双原子分子（直线形）

2.三原子分子的空间构型

3.四原子分子的空间构型

4.四原子分子其他立体构型（直线形、正四面体形）

5..五原子分子的空间构型

6.其他多原子分子

【讲解】分子空间结构与其稳定性有关。例如，上图中S8像顶皇冠，如果把其中一个向上的硫原子倒转向下，尽管也可以存在，却不如皇冠式稳定；又如，椅式C6H12比船式C6H12稳定。

【课堂练习】

1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)

(1)四原子分子一定都是平面三角形或三角锥形(　　)

(2)正四面体形的键角均为109°28′(　　)

(3)SiCl4、SiH4、NH、CH3Cl均为正四面体结构(　　)

(4)SF6分子的空间结构为正八面体形(　　)

(5)椅式C6H12比船式C6H12稳定(　　)

 答案： (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√

2.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

 答案：C

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C2H、C2H、C2H……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

答案：D

4.下列分子的空间结构模型正确的是(　　)

 答案：D

5. (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________。

(3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是__________(填字母)。

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)  

答案：（1） V形

（2）直线形

（3） ad

认真思考

思考

认真思考

主动探究

检测反馈

了解分子结构的测定方法。

了解红外光谱和质谱工作原理及应用。

通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。

课堂小结

一、分子结构的测定

红外光谱——化学键或官能团

质谱——相对分子质量

二、多样的分子空间结构

1.三原子分子的空间结构有直线形和V形（又称角形）两种。

CO2   直线形     H2O  V形

2.大多数四原子分子采取平面三角形和三角锥两种空间结构。

3.五原子分子的形状更多，最常见的是四面体形，如甲烷，键角109°28´

板书

一、分子结构的测定

红外光谱——化学键或官能团

质谱——相对分子质量

二、多样的分子空间结构

1.三原子分子的空间结构有直线形和V形（又称角形）两种。

CO2   直线形     H2O  V形

2.大多数四原子分子采取平面三角形和三角锥两种空间结构。

3.五原子分子的形状更多，最常见的是四面体形，如甲烷，键角109°28´