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第二节 分子的空间结构
第1课时
第二章 分子结构与性质
考点
多样的分子空间结构
分子结构的测定
01
02
P4
SF6
P4O6
NH3
一些分子的空间结构模型
肉眼不能看到分子，科学家是怎样知道分子的结构的呢？
早期科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后进行推测。
现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。
分子结构的测定
红外光谱仪
分子结构的测定
实验室的仪器——红外光谱仪的价格
50万-100万
进口—瑞士万通XDS RLA红外光谱仪
国产—傅里叶红外光谱仪
14.5万
分子结构的测定
分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。原子与原子结合依靠的是原子间的化学键，这些化学键就像弹簧，通过震动来化解原子间的伸缩振动，从而保持物质的状态。
可近似地看成谐振子的简谐振动
乙醛分子空间结构模型
分子的空间结构是分子中的原子处于平衡位置时的模型
红外光谱在测定分子结构中的应用
分子结构的测定
当一束红外线透过分子时，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，可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析分子中含有何种________或________的信息。
红外光谱仪原理示意图
红外光谱在测定分子结构中的应用
化学键
管能团
某未知物的红外光谱
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
红外光谱在测定分子结构中的应用
分子结构的测定
※ 现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。
质谱法在测定分子相对分子质量中的应用
质谱仪
※ 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，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。
质谱仪原理示意图
质谱法在测定分子相对分子质量中的应用
例1、可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是( )
A. 核磁共振氢谱 B. 质谱 C. 红外光谱 D. 紫外光谱
C
例2、2002年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子的结构进行分析的质谱法。其方法是让极少量(10－9 g左右)的化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。如C2H6离子化后可得到
C2H6＋、C2H5＋、C2H4＋……然后测定其质荷比β。设H＋的质荷比为1，某有机物样品的质荷比如图(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子多少有关)，则该有机物可能( )
A. CH3OH B. C3H8
C. C2H4 D. CH4
D
大多数分子是由两个以上原子构成的，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。
单原子分子、双原子分子不存在空间结构
多样的分子空间结构
三原子分子
化学式
电子式
分子的空间结构模型
结构式
键角
直线形
V形
CO2
O C O
::
::
: :
: :
O＝C＝O
180
H2O
H O H
: :
: :
O
H H
105
多样的分子空间结构
四原子分子
化学式
电子式
分子的空间结构模型
结构式
键角
平面
三角形
三角
锥形
CH2O
NH3
120
107
多样的分子空间结构
五原子分子
化学式
电子式
分子的空间结构模型
结构式
键角
CH4
CCl4
109°28′
109°28′
正四面体形
正四面体形
其他多原子分子的空间结构
P4O6
SF6
P4
P4O10
C60
S8
椅式C6H12
船式C6H12
多样的分子空间结构
例1、下列分子的空间结构模型正确的是( )
A. CO2的空间结构模型： 　　B. H2O的空间结构模型：
C. NH3的空间结构模型： 　　D. CH4的空间结构模型：
D
例2、(1) 硫化氢(H2S)分子中，两个H-S的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为______。
(2) 二硫化碳(CS2)分子中，两个C＝S的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为__________。
(3) 能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是____(填字母)。
a. 两个键之间的夹角为109°28′ b. C-H为极性共价键
c. 4个C-H的键能、键长都相等
d. 二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体)
V形
直线形
ad
美丽的化学结构
——换一种方式打开化学世界
腺嘌呤晶体
五叶结分子
绿宝石晶体
准晶
DNA
病毒
DNA宇宙飞船
左翼尾翼右翼
1、现代化学常用的测定分子的相对分子质量的方法是(　　 )
A. 质谱法 B. 晶体 射线衍射法
C. 核磁共振氢谱法 D. 红外光谱法
A
2、下列分子的空间结构为直线形的是(　　 )
A. H2O B. NH3 C. CH4　　 D. CO2
D
第二节　
分子的空间结构
第1课时
分子结构的测定
多样的分子空间结构
方法
仪器
三原子分子
四原子分子
五原子分子
早年科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后进行推测
红外光谱仪：可分析分子中含有
何种化学键或官能团的信息
现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱 、晶体X射线衍射等
质谱仪：测定分子的相对分子质量
其他多原子分子的空间结构
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