資源簡介

(共22張PPT)
第二節
分子的空間結構
第1課時　
分子結構的測定
人教版（2019）化學選擇性必修二
第二章 分子結構與性質
1.通過對典型分子空間結構的學習,認識微觀結構對分子空間結構的影響,了解共價分子結構的多樣性和復雜性。
2.能應用價層電子對互斥模型進行解釋和預測分子的空間結構。
3.知道分子的結構可以通過紅外光譜、晶體X射線衍射等技術進行測定。
在影片中，檢測中心的專家肉眼并不能準確地鑒定樣本材質，而是借助了現代科學儀器——紅外光譜儀。那么紅外光譜儀為什么能測定出分子的結構？通過紅外光譜分析我們應該怎樣去確定分子的結構呢？
分子結構的測定
1.紅外光譜
（1）工作原理
分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。當一束紅外光線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現吸收峰。
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。
（2）譜圖分析
紅外光譜幫助我們確定分子中的化學鍵和官能團，還有什么現代化儀器幫我們確定有機物的結構呢？
質譜儀
現代化學常利用質譜儀（如上圖）測定分子的相對分子質量。
2.質譜儀
（1）工作原理
在質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量，它們在高壓電場加速后，通過狹縫進入磁場得以分離，在記錄儀上呈現一系列峰，對這些峰進行系統分析，可知分子的相對分子質量。
（2）譜圖分析
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），簡稱荷質比，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。
相對分子質量＝最大質荷比
1.設H+的質荷比為β,某有機物樣品的質荷比如圖所示(假設離子均帶一個單位正電荷,信號強度與該離子的多少有關),則該有機物可能是(　　)
A.甲醇(CH3OH) B.甲烷 C.丙烷 D.乙烯
B
2.如圖是一種分子式為C4H8O2的有機物的紅外光譜圖,則該有機物可能為(　　)
A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2CH2COOH
C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCH2COOH
A
觀看視頻：美麗的化學結構
1、利用幾何知識分析，空間分布的兩個點是否一定在同一直線？
遷移:兩個原子構成的分子，將這2個原子看成兩個點，則它們在空間上可能構成幾種形狀？分別是什么？
O2
HCl
2、利用幾何知識分析，空間分布的三個點是否一定在同一直線上？
遷移：三個原子構成的分子，將這3個原子看成三個點，則它們在空間上可能構成幾種形狀？分別是什么？
CO2
H2O
多樣的分子空間結構
1.雙原子分子（直線形）
O2
HCl
大多數分子是由兩個以上原子構成的，在多原子構成的分子中，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關系和形狀，這就是分子的空間結構。
2.三原子(AB2型)分子的空間結構——直線形和V形
化學式 電子式 結構式 鍵角 分子的空間結構模型 空間結構
空間充填模型 球棍模型 CO2
H2O
O
:
:
:
C
O
:
:
:
:
:
H
:
O
H
:
:
:
O=C=O
180°
直線形
V形
105°
3、四原子(AB3型)分子的空間結構——平面三角形和三角錐形
化學式 電子式 結構式 鍵角 分子的空間結構模型 空間結構
空間充填模型 球棍模型 CH2O
NH3
H
:
C
O
:
:
:
:
:
H
H
:
N
H
:
:
:
H
120°
107°
平面三角形
三角錐形
四原子分子其他立體構型（直線形、正四面體形）
（平面三角形，三角錐形）
C2H2
180°
P4
60°正四面體形
BF3
120°平面正三角形
分子類型 鍵角 空間結構 實例
AB2 180° 直線形 CO2、BeCl2、CS2
<180° V形 H2O、H2S
AB3 120° 平面三角形 BF3、BCl3
<120° 三角錐形 NH3、PH3
AB4 109°28′ 正四面體形 CH4、CCl4
分子的空間結構與鍵角的關系
4、五原子(AB4型)分子的空間結構——正四面體形
化學式 電子式 結構式 鍵角 分子的空間結構模型 空間結構
空間充填模型 球棍模型 CH4
109°28'
正四面體形
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
分子空間結構與其穩定性有關。例如，上圖中S8像頂皇冠，如果把其中一個向上的硫原子倒轉向下，盡管也可以存在，卻不如皇冠式穩定；又如椅式C6H12比船式C6H12穩定。

展開更多......

收起↑