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(共20張PPT)
第二節(jié) 分子的空間結(jié)構(gòu)　
第1課時 多樣分子的空間結(jié)構(gòu)及測定
人教版選擇性必修2
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 知道分子的結(jié)構(gòu)是可以測定的，紅外光譜技術(shù)是測定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法；能說明紅外光譜等實(shí)驗(yàn)手段在物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用。
2. 結(jié)合實(shí)例了解共價分子具有特定的空間結(jié)構(gòu)，體會共價分子的多樣性和復(fù)雜性。能借助實(shí)物模型等建立對分子的空間結(jié)構(gòu)的直觀認(rèn)識。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 學(xué)習(xí)通過各種儀器、方法測定分子的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)精神和社會責(zé)任”的學(xué)科素養(yǎng)。
2. 學(xué)習(xí)分子多樣性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”的學(xué)科素養(yǎng)。
素養(yǎng)目標(biāo)
分子世界是如此異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。
肉眼不能看到的分子，那么，科學(xué)家是怎樣知道分子的結(jié)構(gòu)的呢？
情境引入
教學(xué)過程
一、分子結(jié)構(gòu)的測定
分子結(jié)構(gòu)
如今，科學(xué)家應(yīng)用了許多測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，如紅外光譜、質(zhì)譜法、晶體X射線衍射等。
早年的科學(xué)家主要靠對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律
推測
測定
教學(xué)過程
1.紅外光譜測定——
分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。原子與原子結(jié)合依靠的是原子間的化學(xué)鍵，這些化學(xué)鍵就像彈簧，通過震動來化解原子間的伸縮振動，從而保持物質(zhì)的狀態(tài)。
測定分子的化學(xué)鍵和官能團(tuán)
教學(xué)過程
分子振動需要能量，所以當(dāng)一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動頻率相同的紅外線，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，可以得知各吸收峰是由哪種化學(xué)鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。
1.紅外光譜測定
教學(xué)過程
例如，通過紅外光譜儀測得某未知物的紅外光譜圖如圖所示，發(fā)現(xiàn)有Ｏ—Ｈ、C—Ｈ和C—Ｏ的振動吸收。因此，可以初步推測該未知物中含有羥基。
教學(xué)過程
用紅外光譜法測定分子結(jié)構(gòu)
教學(xué)過程
2.質(zhì)譜法測定——測定分子的相對分子質(zhì)量
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，化學(xué)家對這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的相對分子質(zhì)量。
教學(xué)過程
例如，圖2-9的縱坐標(biāo)是相對豐度（與粒子的濃度成正比），橫坐標(biāo)是粒子的相對質(zhì)量與其電荷數(shù)之比 ， 簡稱質(zhì)荷比?；瘜W(xué)家通過分析得知， ＝92的峰是甲苯分子的正離子（C6H5CH3+ ）， ＝91的峰是丟失一個氫原子的甲苯正離子（C6H5CH2+）， ＝65的峰是分子碎片……因此，便可推測被測物的相對分子質(zhì)量是92，該物質(zhì)是甲苯（C6H5CH3）。
教學(xué)過程
用質(zhì)譜法測定分子的相對分子質(zhì)量
教學(xué)過程
二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
大多數(shù)分子是由兩個以上原子構(gòu)成的，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)。
如，三原子分子的空間結(jié)構(gòu)有直線形和Ｖ形（又稱角形）兩種。CO2 呈直線形，而H2O呈Ｖ形，兩個H—O的鍵角為105°。
教學(xué)過程
大多數(shù)四原子分子采取平面三角形和三角錐形兩種空間結(jié)構(gòu)。例如，甲醛（CH2O）分子呈平面三角形，鍵角約120° ；氨分子呈三角錐形，鍵角107°
教學(xué)過程
五原子分子的形狀更多，最常見的是四面體形，如甲烷，鍵角為109°28′，其結(jié)構(gòu)式上加的虛線表明氫原子的幾何關(guān)系
教學(xué)過程
其他分子：
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)離子均帶一個單位正電荷，信號強(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
典例1．
【答案】B　
課堂練習(xí)
典例2．
【答案】B　
課堂練習(xí)
某化合物由碳、氫、氧三種元素組成，其紅外光譜圖有C—H鍵、O—H鍵、C—O鍵的振動吸收，該有機(jī)物的相對分子質(zhì)量是60，其核磁共振氫譜只有3組峰，則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式是(　　)
A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3
C．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2CHO
典例3．
【答案】C　
課堂練習(xí)
在白磷(P4)分子中，4個P原子分別處在正四面體的四個頂點(diǎn)，結(jié)合有關(guān)P原子的成鍵特點(diǎn)，下列有關(guān)白磷的說法正確的是(　　)
A．白磷分子的鍵角為109°28′
B．分子中共有4對共用電子對
C．白磷分子的鍵角為60°
D．分子中有6對孤電子對
課堂小結(jié)
分子空間結(jié)構(gòu)測定
直線形、V形、三角錐形、四面體形等
分子的結(jié)構(gòu)
1、紅外線譜法
2、質(zhì)譜儀法
3、X射線衍射實(shí)驗(yàn)
感 謝 傾 聽　

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