【高中化學】多樣的分子空間結構 2022-2023學年高二化學同步課件（人教版2019選擇性必修2）

第二節(jié)分子的空間結構一二分子結構的測定多樣的分子空間結構三價層電子對互斥模型四雜化軌道理論簡介形形色色的分子H2OCO2NH3HCHOCH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC2H2形形色色的分子C60C20C40C70形形色色的分子形形色色的分子→如今，科學家應用了許多測定分子結構的現代儀器和方法，如紅外光譜、質譜法、晶體X射線衍射(下一章講)等紅外光譜儀一、分子結構的測定肉眼不能看到分子，科學家是怎樣知道分子的結構的呢？→早年的科學家主要靠對物質的化學性質進行系統(tǒng)總結，得出規(guī)律后推測分子的結構。分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。分子的空間結構是分子中的原子處于平衡位置時的模型。1.紅外光譜

分子振動需要能量，所以當一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線，記錄到圖譜上呈現吸收峰。1.紅外光譜

通過和已有譜圖庫比對，或通過量子化學計算，可以得知分子中含有何種化學鍵或官能團的信息。

通過紅外光譜圖，發(fā)現未知物中含有O-H、C-H和C-O的振動吸收，可初步推測該未知物中含有羥基?；瘜W式：C2H6O乙醇CH3CH2OH二甲醚

CH3OCH3√紅外光譜：可以獲得分子中含有某些特征化學鍵或官能團的信息。【科學·技術·社會】P42用質譜法測定分子的相對分子質量縱坐標表示相對豐度，橫坐標表示粒子的相對質量與其電荷數之比(m/z)，簡稱質荷比，化學家通過分析得知，被測物的相對分子質量是92，該物質是甲苯。核磁共振氫譜法(NMR)：分析等效氫的種類

1．下列說法中不正確的是(

)A．可用光譜儀鑒定元素B．可用紅外光譜儀判斷分子的結構C．可用質譜儀確定分子的相對分子質量D．可用焰色試驗確定所有金屬D同步練習2.已知某分子質譜圖如圖所示，且分子的紅外光譜信息中含有C—O、C—H、O—H共價鍵的吸收峰。下列關于其分子結構的敘述中正確的是(

)同步練習A.該分子的結構為CH3CH2OHB.該分子的相對分子質量可能為27、31、45或46C.該分子的結構為CH3—O—CH3D.該分子的紅外光譜和質譜都可以反映分子結構的信息A3.如圖所示是某分子式為C4H8O2的有機物的紅外光譜圖，則該有機物可能為(

)同步練習AA．CH3COOCH2CH3

B．CH3CH2CH2COOHC．HCOOCH2CH2CH3

D．(CH3)2CHCH2COOHO2HCl二、多樣的分子空間結構→大多數分子是由兩個以上原子構成的，于是分子就有了原子的幾何學關系和形狀，這就是分子的空間結構。1.雙原子分子直線形二、多樣的分子空間結構2.三原子分子直線形和V形(角形)鍵角180°鍵角105°直線形V形(角形)3.四原子分子平面三角形和三角錐形等二、多樣的分子空間結構鍵角約120°鍵角107°甲醛(HCHO)平面三角形三角錐形BF3BFFF鍵角120°平面正三角形二、多樣的分子空間結構4.五原子分子最常見的是四面體形正四面體形鍵角109°28′→常見的呈現正四面體的粒子：CCl4、CBr4、SiCl4、SiH4、NH4+等→CH3Cl、CH3Cl2、CHCl3為四面體形，但不是正四面體形→鍵長和鍵角共同決定分子的空間結構P49分子空間結構模型用橡皮泥制作分子的空間結構模型一些分子的空間結構模型【資料卡片】P44正八面體形足球烯皇冠形?己烷>分子空間結構與其穩(wěn)定性有關正四面體鍵角60°為什么甲烷分子的空間結構是正四面體形而不是正方形？【思考交流1】空間結構：正四面體形鍵角：109°28′CHHHH········為什么甲烷分子的空間結構是正四面體形而不是正方形？【思考交流1】成鍵電子對之間存在相互排斥作用，為減小斥力，相互之間盡可能遠離，因此分子的空間結構受到影響。一般，分子盡可能采取對稱的空間結構以減小斥力CHHHH········電子對數電子對互斥氣球空間互斥234直線形空間構型“氣球空間互斥”類比“電子對互斥”正四面體形平面三角形(1)紅外光譜可以推斷化學鍵或官能團的種類，能否確認化學鍵或官能團的個數？不能(2)硫化氫(H2S)分子中，兩個H—S鍵的夾角接近90°，H2S分子是哪種空間結構？二硫化碳(CS2)分子中，兩個C=S鍵的夾角是180°，CS2分子是哪種空間結構？V形直線形(3)科學家研制出可望成為高效火箭推進劑的N(NO2)3如圖所示。已知該分子中N—N—N鍵角都是108.1°，試推測四個氮原子圍成的空間是正四面體嗎？不是正四面體而是三角錐形?！舅伎冀涣?】1.四原子分子不一定都是平面三角形或三角錐形。如白磷(P4)分子，四個磷原子位于正四面體的四個頂點，鍵角為60°，且該正四面體的空間結構和鍵角與CH4的正四面體空間結構和鍵角均不同核心歸納：2.常見的AB4型分子或離子：CX4(X為鹵素原子或氫原子)、SiCl4、SiH4、NH4+,通常為正四面體形。AB4型分子(如CH4)中的1～3個B原子被其他原子取代后仍為四面體形，但不是正四面體形結構。3.記住一些常見分子的空間結構及鍵角，則可推測組成相似的其他分子的空間結構。如CO2與CS2、H2O與H2S、NH3與PH3、CH4與CCl4等。1．2013年諾貝爾化學獎授予美國科學家馬丁·卡普拉斯、邁克爾·萊維特、阿里耶·瓦謝勒，以表彰他們“在開發(fā)多尺度復雜化學系統(tǒng)模型方面所做的貢獻”。這種用電腦取代木棒作試驗模型，催生了現代化學研究手段的一次新飛躍。下列不屬于現代化學對物質結構進行研究的手段的是A．X射線 B．天平C．質譜

D．核磁共振理解應用B理解應用2.科學家最近研制出有望成為高效火箭推進劑的N(NO2)3，如圖。已知該分子中N—N—N鍵鍵角都是108.1°，下列有關N(NO2)3的說法不正確的是D

A．該分子中既含有非極性鍵又含有極性鍵B．分子中四個氮原子不共平面C．該物質既有氧化性又有還原性D.15.2g該物質含有6.02×1022個原子3.能說明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體結構的是()A.兩個鍵之間的夾角為109°28′B.C—H為極性共價鍵C.4個C—H的鍵能、鍵長都相等D.二氯甲烷(CH2Cl2)只有一種(不存在同分異構體)AD理解應用4.下列物質中，分子的空間結構與氨分子相似的是A.CO2

B.H2SC.PCl3 D.SiCl4C理解應用5.下列物質的空間結構不同于其他物質的是A．H2O B．CS2C．BeCl2 D．CO2A6.下列常見分子的空間結構或鍵角正確的是(

)A．CH2O：三角錐形B．NH3：鍵角109°28′C．H2O：鍵角180°D．CH4：正四面體形理解應用D7.下列分子中，所有原子不可能共處于同一平面上的是(

)A．H2S

B．CS2C．CH2OD．SiH4理解應用D8.下列分子中鍵角最大的是(

)A.H2O B.CO2C.CH2O

D.NH3B9．三硫化四磷用于制造火柴及火柴盒摩擦面，分子結構如圖所示。下列有關三硫化四磷說法中正確的是(

)理解應用DA．該物質中磷元素的化合價為＋3B．該物質分子結構中S、P最外層電子數均不為8C．該物質分子中全是極性共價鍵D．22g該物質含硫原子的數目約為1.806×102310.第ⅤA族元素的原子R與A原子結合形成RA3氣態(tài)分子，其空間結構呈三角錐形。RCl5在氣態(tài)和液態(tài)時，分子結構如圖所示，下列關于RCl5分子的說法中不正確的是(

)理解應用BA．R原子不滿足8電子穩(wěn)定結構B．鍵角(Cl—R—Cl)有90°、120°兩種C．分子中5個R—Cl鍵鍵能不都相同D．RCl5受熱后會分解生成分子空間結構呈三角錐形的RCl311.SF6的立體構型如圖1所示，請按照圖1的表示方法在圖2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空間位置。已知OSF4分子中O、S間為共價雙鍵，S、F間為共價單鍵。理解應用解析:SF6的立體構型為八面