资源简介

(共26张PPT)
第二节 分子的空间结构
第二章 分子结构与性质
第1课时 多样分子的空间结构及测定
学习目标
1、知道分子的结构是可以测定的，红外光谱技术是测定物质结构的基本方法；能说明红外光谱等实验手段在物质结构研究中的应用。
2、结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，体会共价分子的多样性和复杂性。能借助实物模型等建立对分子的空间结构的直观认识。
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
分子的世界形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的结构的呢？
1．分子结构的现代测定方法
化学方法：
物理方法：
依据官能团特征反应
红外光谱、质谱、晶体X射线衍射、紫外光谱、核磁共振氢谱等
困难：化合物结构复杂的，耗时
优势：微量、快速、准确、信息量大
一、分子结构的测定
测定化学键或官能团
测定相对分子质量
红外光谱仪
质谱仪
X射线衍射仪
测定键长、键角等
2．红外光谱
(1)原理
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，记录到图谱上呈现吸收峰。
红外光谱仪
红外光谱图
(2)红外光谱仪原理示意图
光源
棱镜
红
黄
蓝
紫
光谱
橙
绿
靛
样品
检测仪
红外图谱
紫外
红外
(3)示例
下图是有机物A(C2H6O)的红外光谱谱图，从图中能获得哪些信息？
(4)功能
判断分子中含有的化学键和官能团。
3．质谱法
(1)原理
待测物
分子离子碎片离子
电场加速
磁场偏转
质谱图
高能电子流轰击
质谱仪
(2)质谱仪原理示意图
(3)示例
甲苯分子的质谱图
确定相对分子质量
最大
质荷比
质谱图
质荷比：分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值
谱图中质荷比最大的就是该分子的相对分子质量。
分子离子
碎片离子
(4)功能
测定样品分子的相对分子质量。
课堂练习1：某有机物A的分子式为C4H10O，红外光谱图如图所示，则A的结构简式为（ ）
A.CH3CH2OCH2CH3
B.CH3OCH2CH2CH3
C.CH3CH2CH2CH2OH
D.(CH3)2CHOCH3
A
课堂练习2：如图是有机物A的质谱图，则A的相对分子质量是( )
A.29 B.43
C.57 D.72
D
最大质荷比
分子空间结构：在多原子分子中，原子的几何学关系和形状。
(1)双原子分子
O2
HCl
——直线形
1. 观察下列几种简单分子的空间结构模型。
二、多样的分子空间结构
化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间结构
空间充填模型 球棍模型 CO2
H2O
180°
直线形
V形(角形)
105°
(2)三原子分子的空间结构
——直线形和V形
O==C==O
化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间结构
空间充填模型 球棍模型 CH2O
NH3
120°
107°
平面三角形
三角锥形
(3)四原子分子的空间结构
化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间结构
空间充填模型 球棍模型 CH4
CCl4
(4)五原子分子的空间结构
最常见的是四面体形
109°28′
109°28′
正四面体形
正四面体形
【小结】
分子类型 键角 空间结构 实例
AB2 180 直线形 CO2、BeCl2、CS2
＜180 V形 H2O、H2S
AB3 120 平面形 BF3、CH2O
＜120 三角锥形 NH3、PH3
AB4 109 28′ 正四面体形 CH4、CCl4
2.多样的分子空间结构
P4O6
SF6
P4
P4O10
C60
S8
椅式C6H12
船式C6H12
分子空间结构与其稳定性
S8像顶皇冠，如果把其中一个向上的硫原子倒转向下，尽管也可以存在，却不如皇冠式稳定。
S—S键的键角为108°，8个S原子形成两层，每层4个S原子。
C6H12 椅式比 船式 稳定。
C6H12椅式
C6H12船式
1.H2O2、C2H2、白磷(P4)、BF3分子的空间结构如图所示，四原子分子都是平面三角形或三角锥形吗？
提示　不是。H2O2分子的空间结构类似于一本打开的书，两个氧原子在两页书的交接处，两个氢原子分别在翻开的书的两页上，称为二面角结构；而白磷(P4)分子是正四面体形；BF3分子是平面三角形；C2H2分子是直线形。
导思
C2H2
2.分子组成相似，其空间结构就相似吗？空间结构相同的分子，其键角完全相同吗？
提示　分子组成相似，其空间结构不一定相似，如BF3、NH3分子的空间结构不同；空间结构相同的分子，其键角也不一定完全相同，如白磷(P4)和CH4均为正四面体形，但P4的键角是60°，CH4的键角为109°28′。
导思
课堂练习3：正误判断
(1)在①P4、②NH3、③CCl4、④CH4、⑤SO2中，分子空间结构为正四面体形的有①③④( )
(2)正四面体形的键角均为109°28′( )
(3)SiCl4、SiH4、、CH3Cl均为正四面体形结构( )
(4)SF6分子的空间结构为正八面体形( )
√
×
×
√
课堂练习4：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
课堂练习5：(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_______。
V形
直线形
(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)
ad
知 识 小 结
分子的空间结构
分子结构的测定
多样的分子空间结构
红外光谱：测定化学键或官能团
质谱：测定相对分子质量
两原子：直线形
三原子：直线形或V形
四原子：常见平面三角形、三角锥形等
五原子：常见四面体形
多原子：结构复杂

展开更多......

收起↑