資源簡(jiǎn)介

(共26張PPT)
P4O6
SF6
NH3
P4
一些分子的空間結(jié)構(gòu)模型
微觀世界的分子結(jié)構(gòu)多種多樣；肉眼不能看到分子，那么，科學(xué)家是怎樣知道分子的結(jié)構(gòu)的呢？
早年科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的____________進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進(jìn)行推測(cè)
化學(xué)性質(zhì)
現(xiàn)代科學(xué)家應(yīng)用了許多測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，如 、 等
紅外光譜
晶體X射線衍射
分子結(jié)構(gòu)
推測(cè)
現(xiàn)代儀器 和方法
早年的科學(xué)家
實(shí)驗(yàn)室的儀器——紅外光譜儀
紅外光譜儀
用紅外光譜法測(cè)定分子結(jié)構(gòu)
1.紅外光譜在測(cè)定分子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)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(dòng)來化解原子間的伸縮振動(dòng)，從而保持物質(zhì)的狀態(tài)。
乙醛分子空間結(jié)構(gòu)模型
分子的空間結(jié)構(gòu)是分子中的原子處于平衡位置時(shí)的模型
分子振動(dòng)需要能量，所以當(dāng)一束紅外線透過分子時(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，記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰
原理：
應(yīng)用：
判斷分子中可能含有的化學(xué)鍵或官能團(tuán)
1.紅外光譜在測(cè)定分子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
B
A
課堂練習(xí)1：某未知物分子式為C2H6O，可能的結(jié)構(gòu) A或B，根據(jù)紅外光譜圖確定其結(jié)構(gòu)。
分析：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(cè)該未知物中含有羥基。可以確定其結(jié)構(gòu)是A。
光源
棱鏡
紅外線
樣品（不斷振動(dòng)的分子吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線）
紅外圖譜
記錄
紅外圖譜
分析吸收峰
與譜圖庫(kù)比對(duì)，或通過量子化學(xué)計(jì)算
推斷分子所含的官能團(tuán)和化學(xué)鍵
2.質(zhì)譜法在測(cè)定分子相對(duì)分子質(zhì)量中的應(yīng)用
現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量
質(zhì)譜儀
2.質(zhì)譜法在測(cè)定分子相對(duì)分子質(zhì)量中的應(yīng)用
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(duì)質(zhì)量，它們?cè)诟邏弘妶?chǎng)加速后，通過狹縫進(jìn)入磁場(chǎng)得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰
原理：
2.質(zhì)譜法在測(cè)定分子相對(duì)分子質(zhì)量中的應(yīng)用
相對(duì)分子質(zhì)量的確定：
相對(duì)分子質(zhì)量＝最大質(zhì)荷比
被測(cè)物的相對(duì)分子質(zhì)量是92，該物質(zhì)是甲苯（C6H5CH3)
縱坐標(biāo)是相對(duì)豐度（與粒子的濃度成正比）
橫坐標(biāo)是粒子的相對(duì)質(zhì)量與其電荷數(shù)之比（ )，簡(jiǎn)稱質(zhì)荷比。
m
z
分子碎片
【例1】可以準(zhǔn)確判斷有機(jī)物分子中含有哪些官能團(tuán)的分析方法是( )
A.核磁共振氫譜
B.質(zhì)譜
C.紅外光譜
D.紫外光譜
C
【例2】2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者的貢獻(xiàn)之一是發(fā)明了對(duì)有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的質(zhì)譜法。其方法是讓極少量(10－9 g左右)的化合物通過質(zhì)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 ……然后測(cè)定其質(zhì)荷比β。設(shè)H＋的質(zhì)荷比為1，某有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比如圖(假設(shè)離子均帶一個(gè)單位正電荷，信號(hào)強(qiáng)度與該離子多少有關(guān))，則該有機(jī)物可能( )
A.CH3OH
B.C3H8
C.C2H4
D.CH4
D
【例3】某有機(jī)化合物A的紅外光譜和質(zhì)譜圖如下圖所示，由此可判斷該有機(jī)化合物A是 (　 　)
A.甲醇 B.甲烷 C.丙烷 D.乙烯
A　
大多數(shù)分子是由兩個(gè)以上的原子構(gòu)成的，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)。
1.雙原子分子（直線形）
雙原子分子空間結(jié)構(gòu)——直線形 鍵角180°
H2
O2
N2
HCl
O=O
N≡N
H-Cl
H-H
單原子分子(稀有氣體分子)、雙原子分子不存在空間結(jié)構(gòu)
2、三原子分子
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
HCN
O
:
:
:
C
O
:
:
:
:
:
H
:
O
H
:
:
:
O=C=O
180°
直線形
V形
105°
三原子分子空間結(jié)構(gòu)——直線形和V形（又稱角形）
直線形
180°
H—C≡N
H
:
C
N
:
:
:
3、四原子分子
四原子分子空間結(jié)構(gòu):
平面三角形、三角錐形、直線形或四面體形
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
CH2O
NH3
C2H2
H
:
C
O
:
:
:
:
:
H
H
:
N
H
:
:
:
H
H
:
C
C
:
:
H
:
:
120°
107°
平面三角形
三角錐形
180°
直線形
H-C≡C-H
BF3
4、五原子分子
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
:
C
H
:
:
:
H
H
空間結(jié)構(gòu)——構(gòu)型更多，主要是四面體形
P4
P4O6
P4O10
C60
椅式C6H12
船式C6H12
S8
SF6
分子空間結(jié)構(gòu)與其穩(wěn)定性有關(guān)。例如，上圖中S8像頂皇冠，如果把其中一個(gè)向上的硫原子倒轉(zhuǎn)向下，盡管也可以存在，卻不如皇冠式穩(wěn)定；又如，椅式C6H12比船式C6H12穩(wěn)定。
5、其他多原子分子
椅式C6H12比船式C6H12穩(wěn)定
正八面體
正二十面體
閱讀課本P44資料卡片：
C10H16(金剛烷)
問題：根據(jù)元素周期律并結(jié)合本節(jié)所學(xué)知識(shí)，你能推斷出PCl3、SiCl4分子的空間結(jié)構(gòu)嗎？
提示：NH3分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，CCl4分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，根據(jù)同族元素原子的最外層電子排布相同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)相似可以進(jìn)行推斷。PCl3、SiCl4分子的空間結(jié)構(gòu)分別為三角錐形、正四面體形。
【例1】下列分子的空間結(jié)構(gòu)模型正確的是( )
A.CO2的空間結(jié)構(gòu)模型：
　　
B.H2O的空間結(jié)構(gòu)模型：
C.NH3的空間結(jié)構(gòu)模型：
　　
D.CH4的空間結(jié)構(gòu)模型：
D
測(cè)定分子結(jié)構(gòu)方法
晶體X射線衍射法
紅外光譜法
化學(xué)鍵或官能團(tuán)
質(zhì)譜法
相對(duì)分子質(zhì)量
分子空間結(jié)構(gòu)
三原子
直線形
V形
四原子
平面三角形
三角錐形
五原子
形狀很多，主要正四面形
鍵長(zhǎng)和鍵角

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