化学人教版（2019）选择性必修2 2.2.1分子结构的测定及价层电子对互斥模型(共22张PPT)

(共22张PPT)
第二节
分子的空间结构
第1课时　
分子结构的测定
人教版（2019）化学选择性必修二
第二章 分子结构与性质
1.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。
2.能应用价层电子对互斥模型进行解释和预测分子的空间结构。
3.知道分子的结构可以通过红外光谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。
在影片中，检测中心的专家肉眼并不能准确地鉴定样本材质，而是借助了现代科学仪器——红外光谱仪。那么红外光谱仪为什么能测定出分子的结构？通过红外光谱分析我们应该怎样去确定分子的结构呢？
分子结构的测定
1.红外光谱
（1）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。当一束红外光线透过分子时，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，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。
通过红外光谱图，发现未知物中含有O-H、C-H和C-O的振动吸收，可初步推测该未知物中含有羟基。
（2）谱图分析
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？
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。
2.质谱仪
（1）工作原理
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，对这些峰进行系统分析，可知分子的相对分子质量。
（2）谱图分析
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。
相对分子质量＝最大质荷比
1.设H+的质荷比为β,某有机物样品的质荷比如图所示(假设离子均带一个单位正电荷,信号强度与该离子的多少有关),则该有机物可能是(　　)
A.甲醇(CH3OH) B.甲烷 C.丙烷 D.乙烯
B
2.如图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图,则该有机物可能为(　　)
A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2CH2COOH
C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCH2COOH
A
观看视频：美丽的化学结构
1、利用几何知识分析，空间分布的两个点是否一定在同一直线？
迁移:两个原子构成的分子，将这2个原子看成两个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？
O2
HCl
2、利用几何知识分析，空间分布的三个点是否一定在同一直线上？
迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？
CO2
H2O
多样的分子空间结构
1.双原子分子（直线形）
O2
HCl
大多数分子是由两个以上原子构成的，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。
2.三原子(AB2型)分子的空间结构——直线形和V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
空间充填模型 球棍模型 CO2
H2O
O
:
:
:
C
O
:
:
:
:
:
H
:
O
H
:
:
:
O=C=O
180°
直线形
V形
105°
3、四原子(AB3型)分子的空间结构——平面三角形和三角锥形
化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间结构
空间充填模型 球棍模型 CH2O
NH3
H
:
C
O
:
:
:
:
:
H
H
:
N
H
:
:
:
H
120°
107°
平面三角形
三角锥形
四原子分子其他立体构型（直线形、正四面体形）
（平面三角形，三角锥形）
C2H2
180°
P4
60°正四面体形
BF3
120°平面正三角形
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
<120° 三角锥形 NH3、PH3
AB4 109°28′ 正四面体形 CH4、CCl4
分子的空间结构与键角的关系
4、五原子(AB4型)分子的空间结构——正四面体形
化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间结构
空间充填模型 球棍模型 CH4
109°28'
正四面体形
H
:
C
H
:
:
:
H
H
5、其他多原子分子
P4
P4O6
P4O10
C60
椅式C6H12
船式C6H12
S8
SF6
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。