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(共26张PPT)
P4O6
SF6
NH3
P4
一些分子的空间结构模型
微观世界的分子结构多种多样；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？
早年科学家主要靠对物质的____________进行系统总结得出规律后进行推测
化学性质
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 、 等
红外光谱
晶体X射线衍射
分子结构
推测
现代仪器 和方法
早年的科学家
实验室的仪器——红外光谱仪
红外光谱仪
用红外光谱法测定分子结构
1.红外光谱在测定分子结构中的应用
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。
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
分子振动需要能量，所以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
原理：
应用：
判断分子中可能含有的化学键或官能团
1.红外光谱在测定分子结构中的应用
B
A
课堂练习1：某未知物分子式为C2H6O，可能的结构 A或B，根据红外光谱图确定其结构。
分析：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。可以确定其结构是A。
光源
棱镜
红外线
样品（不断振动的分子吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线）
红外图谱
记录
红外图谱
分析吸收峰
与谱图库比对，或通过量子化学计算
推断分子所含的官能团和化学键
2.质谱法在测定分子相对分子质量中的应用
现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量
质谱仪
2.质谱法在测定分子相对分子质量中的应用
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
原理：
2.质谱法在测定分子相对分子质量中的应用
相对分子质量的确定：
相对分子质量＝最大质荷比
被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯（C6H5CH3)
纵坐标是相对丰度（与粒子的浓度成正比）
横坐标是粒子的相对质量与其电荷数之比（ )，简称质荷比。
m
z
分子碎片
【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 ……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
【例3】某有机化合物A的红外光谱和质谱图如下图所示，由此可判断该有机化合物A是 (　 　)
A.甲醇 B.甲烷 C.丙烷 D.乙烯
A　
大多数分子是由两个以上的原子构成的，由于原子间排列的空间顺序不一样，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。
1.双原子分子（直线形）
双原子分子空间结构——直线形 键角180°
H2
O2
N2
HCl
O=O
N≡N
H-Cl
H-H
单原子分子(稀有气体分子)、双原子分子不存在空间结构
2、三原子分子
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
HCN
O
:
:
:
C
O
:
:
:
:
:
H
:
O
H
:
:
:
O=C=O
180°
直线形
V形
105°
三原子分子空间结构——直线形和V形（又称角形）
直线形
180°
H—C≡N
H
:
C
N
:
:
:
3、四原子分子
四原子分子空间结构:
平面三角形、三角锥形、直线形或四面体形
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
C2H2
H
:
C
O
:
:
:
:
:
H
H
:
N
H
:
:
:
H
H
:
C
C
:
:
H
:
:
120°
107°
平面三角形
三角锥形
180°
直线形
H-C≡C-H
BF3
4、五原子分子
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
109°28'
正四面体形
H
:
C
H
:
:
:
H
H
空间结构——构型更多，主要是四面体形
P4
P4O6
P4O10
C60
椅式C6H12
船式C6H12
S8
SF6
分子空间结构与其稳定性有关。例如，上图中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；又如，椅式C6H12比船式C6H12稳定。
5、其他多原子分子
椅式C6H12比船式C6H12稳定
正八面体
正二十面体
阅读课本P44资料卡片：
C10H16(金刚烷)
问题：根据元素周期律并结合本节所学知识，你能推断出PCl3、SiCl4分子的空间结构吗？
提示：NH3分子的空间结构为三角锥形，CCl4分子的空间结构为正四面体形，根据同族元素原子的最外层电子排布相同，形成分子的空间结构相似可以进行推断。PCl3、SiCl4分子的空间结构分别为三角锥形、正四面体形。
【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
测定分子结构方法
晶体X射线衍射法
红外光谱法
化学键或官能团
质谱法
相对分子质量
分子空间结构
三原子
直线形
V形
四原子
平面三角形
三角锥形
五原子
形状很多，主要正四面形
键长和键角

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