第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第二節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)

第一課時分子結(jié)構(gòu)的測定分子的世界形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測定的呢一、分子結(jié)構(gòu)的測定？2．如今，科學(xué)家應(yīng)用了許多測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，如紅外光譜、晶體X射線衍射等。1．早年的科學(xué)家主要靠對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后推測分子的結(jié)構(gòu)。下面先介紹紅外光譜，下一章還將介紹晶體X射線衍射。(1)原理：紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到譜圖上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫比對，或通過量子化學(xué)計算，可以得知分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團的信息。3．紅外光譜工作原理紅外光譜儀測分子體結(jié)構(gòu)：

紅外光譜儀→吸收峰→分析官能團、化學(xué)鍵。(2)紅外光譜儀原理示意圖例如，通過紅外光譜儀測得某未知物的紅外光譜圖如上圖所示，發(fā)現(xiàn)有O—H、C—H、和C—O的振動吸收。因此，可以初步推測該未知物中含有羥基（—OH）。透過率/%

紅外光譜幫助我們確定分子中的化學(xué)鍵和官能團，還有什么現(xiàn)代化儀器幫我們確定有機物的結(jié)構(gòu)呢？質(zhì)譜儀現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀（如上圖）測定分子的相對分子質(zhì)量。

質(zhì)譜儀的基本原理（如下圖所示）是在質(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質(zhì)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(xiàn)一系列峰，化學(xué)家對這些峰進行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的相對分子質(zhì)量。1、利用幾何知識分析一下，空間分布的兩個點是否一定在同一直線？思考與討論遷移:兩個原子構(gòu)成的分子，將這2個原子看成兩個點，則它們在空間上可能構(gòu)成幾種形狀？分別是什么？O2HCl2、利用幾何知識分析一下，空間分布的三個點是否一定在同一直線上？遷移：三個原子構(gòu)成的分子，將這3個原子看成三個點，則它們在空間上可能構(gòu)成幾種形狀？分別是什么？CO2H2O

在多原子構(gòu)成的分子中，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)。這就是所謂的分子的立體構(gòu)型。二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)1、雙原子分子（直線形）O2HCl直線形180°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

O:::CO:::::H:OH:::O=C=O180°直線形V形105°2、三原子(AB2型)分子的空間結(jié)構(gòu)——直線形和V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

H:CO:::::HH:NH:::H120°107°平面三角形三角錐形3、四原子(AB3型)分子的空間結(jié)構(gòu)——平面三角形和三角錐形

四原子分子其他立體構(gòu)型（直線形、正四面體形）（平面三角形，三角錐形）C2H2180°P460°正四面體形BF3平面正三角形

120°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:CH:::HH4、五原子(AB4型)分子的空間結(jié)構(gòu)——正四面體形

P4P4O6P4O10C60椅式C6H12船式C6H12S8SF6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C60C20C40C70多樣的分子空間結(jié)構(gòu)課堂小結(jié)分子結(jié)構(gòu)的測定紅外光譜——化學(xué)鍵或官能團質(zhì)譜——相對分子質(zhì)量三原子分子的空間結(jié)構(gòu)有直線形和V形（又