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(共21張PPT)
第二節 分子的空間結構
第1課時
第二章 分子結構與性質
考點
多樣的分子空間結構
分子結構的測定
01
02
P4
SF6
P4O6
NH3
一些分子的空間結構模型
肉眼不能看到分子，科學家是怎樣知道分子的結構的呢？
早期科學家主要靠對物質的化學性質進行系統總結得出規律后進行推測。
現代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、晶體X射線衍射等。
分子結構的測定
紅外光譜儀
分子結構的測定
實驗室的儀器——紅外光譜儀的價格
50萬-100萬
進口—瑞士萬通XDS RLA紅外光譜儀
國產—傅里葉紅外光譜儀
14.5萬
分子結構的測定
分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。原子與原子結合依靠的是原子間的化學鍵，這些化學鍵就像彈簧，通過震動來化解原子間的伸縮振動，從而保持物質的狀態。
可近似地看成諧振子的簡諧振動
乙醛分子空間結構模型
分子的空間結構是分子中的原子處于平衡位置時的模型
紅外光譜在測定分子結構中的應用
分子結構的測定
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，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，可以得知各吸收峰是由哪種化學鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析分子中含有何種________或________的信息。
紅外光譜儀原理示意圖
紅外光譜在測定分子結構中的應用
化學鍵
管能團
某未知物的紅外光譜
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
紅外光譜在測定分子結構中的應用
分子結構的測定
※ 現代化學常利用質譜儀測定分子的相對分子質量。
質譜法在測定分子相對分子質量中的應用
質譜儀
※ 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，化學家對這些峰進行系統分析，便可得知樣品分子的相對分子質量。
質譜儀原理示意圖
質譜法在測定分子相對分子質量中的應用
例1、可以準確判斷有機物分子中含有哪些官能團的分析方法是( )
A. 核磁共振氫譜 B. 質譜 C. 紅外光譜 D. 紫外光譜
C
例2、2002年諾貝爾化學獎獲得者的貢獻之一是發明了對有機分子的結構進行分析的質譜法。其方法是讓極少量(10－9 g左右)的化合物通過質譜儀的離子化室使樣品分子大量離子化，少量分子碎裂成更小的離子。如C2H6離子化后可得到
C2H6＋、C2H5＋、C2H4＋……然后測定其質荷比β。設H＋的質荷比為1，某有機物樣品的質荷比如圖(假設離子均帶一個單位正電荷，信號強度與該離子多少有關)，則該有機物可能( )
A. CH3OH B. C3H8
C. C2H4 D. CH4
D
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。
單原子分子、雙原子分子不存在空間結構
多樣的分子空間結構
三原子分子
化學式
電子式
分子的空間結構模型
結構式
鍵角
直線形
V形
CO2
O C O
::
::
: :
: :
O＝C＝O
180
H2O
H O H
: :
: :
O
H H
105
多樣的分子空間結構
四原子分子
化學式
電子式
分子的空間結構模型
結構式
鍵角
平面
三角形
三角
錐形
CH2O
NH3
120
107
多樣的分子空間結構
五原子分子
化學式
電子式
分子的空間結構模型
結構式
鍵角
CH4
CCl4
109°28′
109°28′
正四面體形
正四面體形
其他多原子分子的空間結構
P4O6
SF6
P4
P4O10
C60
S8
椅式C6H12
船式C6H12
多樣的分子空間結構
例1、下列分子的空間結構模型正確的是( )
A. CO2的空間結構模型： 　　B. H2O的空間結構模型：
C. NH3的空間結構模型： 　　D. CH4的空間結構模型：
D
例2、(1) 硫化氫(H2S)分子中，兩個H-S的夾角接近90°，說明H2S分子的空間結構為______。
(2) 二硫化碳(CS2)分子中，兩個C＝S的夾角是180°，說明CS2分子的空間結構為__________。
(3) 能說明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體結構的是____(填字母)。
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)
V形
直線形
ad
美麗的化學結構
——換一種方式打開化學世界
腺嘌呤晶體
五葉結分子
綠寶石晶體
準晶
DNA
病毒
DNA宇宙飛船
左翼尾翼右翼
1、現代化學常用的測定分子的相對分子質量的方法是(　　 )
A. 質譜法 B. 晶體 射線衍射法
C. 核磁共振氫譜法 D. 紅外光譜法
A
2、下列分子的空間結構為直線形的是(　　 )
A. H2O B. NH3 C. CH4　　 D. CO2
D
第二節　
分子的空間結構
第1課時
分子結構的測定
多樣的分子空間結構
方法
儀器
三原子分子
四原子分子
五原子分子
早年科學家主要靠對物質的化學性質進行系統總結得出規律后進行推測
紅外光譜儀：可分析分子中含有
何種化學鍵或官能團的信息
現代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 、晶體X射線衍射等
質譜儀：測定分子的相對分子質量
其他多原子分子的空間結構
THANKS
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