化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2 2.2.1分子結(jié)構(gòu)的測定及價(jià)層電子對互斥模型

第二節(jié)

分子的空間結(jié)構(gòu)

第1課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定人教版（2019）化學(xué)選擇性必修二第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.通過對典型分子空間結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)對分子空間結(jié)構(gòu)的影響,了解共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。2.能應(yīng)用價(jià)層電子對互斥模型進(jìn)行解釋和預(yù)測分子的空間結(jié)構(gòu)。3.知道分子的結(jié)構(gòu)可以通過紅外光譜、晶體X射線衍射等技術(shù)進(jìn)行測定。在影片中，檢測中心的專家肉眼并不能準(zhǔn)確地鑒定樣本材質(zhì)，而是借助了現(xiàn)代科學(xué)儀器——紅外光譜儀。那么紅外光譜儀為什么能測定出分子的結(jié)構(gòu)？通過紅外光譜分析我們應(yīng)該怎樣去確定分子的結(jié)構(gòu)呢？分子結(jié)構(gòu)的測定1.紅外光譜（1）工作原理分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。當(dāng)一束紅外光線透過分子時(shí)，分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫比對，或通過量子化學(xué)計(jì)算，可以得知分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。通過紅外光譜圖，發(fā)現(xiàn)未知物中含有O-H、C-H和C-O的振動(dòng)吸收，可初步推測該未知物中含有羥基。（2）譜圖分析紅外光譜幫助我們確定分子中的化學(xué)鍵和官能團(tuán)，還有什么現(xiàn)代化儀器幫我們確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)呢？質(zhì)譜儀現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀（如上圖）測定分子的相對分子質(zhì)量。2.質(zhì)譜儀（1）工作原理在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的離子具有不同的相對質(zhì)量，它們在高壓電場加速后，通過狹縫進(jìn)入磁場得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，對這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，可知分子的相對分子質(zhì)量。（2）譜圖分析縱坐標(biāo)表示相對豐度，橫坐標(biāo)表示粒子的相對質(zhì)量與其電荷數(shù)之比（m/z），簡稱荷質(zhì)比，化學(xué)家通過分析得知，被測物的相對分子質(zhì)量是92，該物質(zhì)是甲苯。相對分子質(zhì)量＝最大質(zhì)荷比1.設(shè)H+的質(zhì)荷比為β,某有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比如圖所示(假設(shè)離子均帶一個(gè)單位正電荷,信號(hào)強(qiáng)度與該離子的多少有關(guān)),則該有機(jī)物可能是(

)A.甲醇(CH3OH)

B.甲烷

C.丙烷

D.乙烯B2.如圖是一種分子式為C4H8O2的有機(jī)物的紅外光譜圖,則該有機(jī)物可能為(

)A.CH3COOCH2CH3

B.CH3CH2CH2COOHC.HCOOCH2CH2CH3

D.(CH3)2CHCH2COOHA觀看視頻：美麗的化學(xué)結(jié)構(gòu)1、利用幾何知識(shí)分析，空間分布的兩個(gè)點(diǎn)是否一定在同一直線？遷移:兩個(gè)原子構(gòu)成的分子，將這2個(gè)原子看成兩個(gè)點(diǎn)，則它們在空間上可能構(gòu)成幾種形狀？分別是什么？O2HCl2、利用幾何知識(shí)分析，空間分布的三個(gè)點(diǎn)是否一定在同一直線上？遷移：三個(gè)原子構(gòu)成的分子，將這3個(gè)原子看成三個(gè)點(diǎn)，則它們在空間上可能構(gòu)成幾種形狀？分別是什么？CO2H2O多樣的分子空間結(jié)構(gòu)1.雙原子分子（直線形）O2HCl大多數(shù)分子是由兩個(gè)以上原子構(gòu)成的，在多原子構(gòu)成的分子中，由于原子間排列的空間順序不一樣，于是分子就有了原子的幾何學(xué)關(guān)系和形狀，這就是分子的空間結(jié)構(gòu)。2.三原子(AB2型)分子的空間結(jié)構(gòu)——直線形和V形化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)模型空間結(jié)構(gòu)空間充填模型球棍模型CO2

H2O

O:::CO:::::H:OH:::O=C=O180°直線形V形105°3、四原子(AB3型)分子的空間結(jié)構(gòu)——平面三角形和三角錐形

化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)模型空間結(jié)構(gòu)空間充填模型球棍模型CH2O

NH3

H:CO:::::HH:NH:::H120°107°平面三角形三角錐形四原子分子其他立體構(gòu)型（直線形、正四面體形）（平面三角形，三角錐形）C2H2

180°P460°正四面體形BF3120°平面正三角形分子類型鍵角空間結(jié)構(gòu)實(shí)例AB2180°直線形CO2、BeCl2、CS2<180°V形H2O、H2SAB3120°平面三角形BF3、BCl3<120°三角錐形NH3、PH3AB4109°28′正四面體形CH4、CCl4分子的空間結(jié)構(gòu)與鍵角的關(guān)系4、五原子(AB4型)分子的空間結(jié)構(gòu)——正四面體形

化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)模型空間結(jié)構(gòu)空間充填模型球棍模型CH4

109°28'正四面體形H:CH:::HH5、其他多原子分子P4P4O6P4O10C60椅式C6H12