第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)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)本節(jié)重點(diǎn)知道紅外光譜技術(shù)是測(cè)定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法。體會(huì)共價(jià)分子的多樣性和復(fù)雜性。第1課時(shí)

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)分子的世界形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返?？茖W(xué)家是怎樣知道分子的結(jié)構(gòu)的呢？美麗的化學(xué)結(jié)構(gòu)——換一種方式打開(kāi)化學(xué)世界C60金剛石S8早年的科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律

分子結(jié)構(gòu)推測(cè)如今，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，如紅外光譜、質(zhì)譜法、晶體X射線衍射(下一章講)等測(cè)定依據(jù)官能團(tuán)特征反應(yīng)1、早期方法困難：化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，耗時(shí)主題1：

分子空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法2、現(xiàn)代方法紅外光譜儀質(zhì)譜儀X射線衍射儀主題1：

分子空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法優(yōu)勢(shì)：微量、快速、準(zhǔn)確、信息量大紫外光譜、核磁共振氫譜等紅外光譜法原理：分子振動(dòng)需要能量，當(dāng)一束紅外線透過(guò)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。

通過(guò)和已有譜圖庫(kù)比對(duì)，或通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算，可以得知分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。主題1：

分子空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法某未知物的紅外光譜某未知物分子式為C2H6O，通過(guò)紅外光譜（如圖），推測(cè)其結(jié)構(gòu)。思考討論主題1：

分子空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法課堂檢測(cè)1.下列說(shuō)法中不正確的是()A.測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法有紅外光譜、晶體X射線衍射等B.紅外光譜屬于原子光譜中的吸收光譜C.紅外光譜可測(cè)定分子中含有化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息D.當(dāng)紅外光束透過(guò)分子時(shí)，分子會(huì)吸收與它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線B課堂檢測(cè)2、某有機(jī)化合物由碳、氫、氧三種元素組成，其紅外光譜圖只有C—H、O—H、C—O的振動(dòng)吸收，質(zhì)譜顯示該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量是60，則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是（）A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH(OH)CH3C.CH3CH2OH D.CH3COOHB

紅外光譜幫助我們確定分子中的化學(xué)鍵和官能團(tuán)，還有什么現(xiàn)代化儀器幫我們確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)呢？現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀（如上圖）測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量質(zhì)譜儀主題1：

分子空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量樣品源分子在離子化室失去電子，會(huì)碎裂成不同大小碎片的分子和離子，在加速盤會(huì)因?yàn)橘|(zhì)量與所帶電荷比值（質(zhì)荷比）不同而依次進(jìn)入離子捕集器，采集放大離子信號(hào)，記錄質(zhì)譜圖質(zhì)譜法主題1：

分子空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法縱坐標(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。mz相對(duì)分子質(zhì)量＝最大質(zhì)荷比（原子數(shù)目不變，只失去一個(gè)電子）被測(cè)物的相對(duì)分子質(zhì)量是92，該物質(zhì)是甲苯（C6H5CH3)質(zhì)譜法質(zhì)荷比92C6H5CH3+91C6H5CH2+C5H5+6539C3H3+對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)即相對(duì)分子質(zhì)量主題1：

分子空間結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法【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(10－9g左右)的化合物通過(guò)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.C3H8C.C2H4 D.CH4D下列關(guān)于分子結(jié)構(gòu)測(cè)定的敘述中正確的是（

）A.紅外光譜法是測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量B.質(zhì)譜儀法是測(cè)定分子的結(jié)構(gòu)或官能團(tuán)C.紅外光譜法測(cè)定出CH3COOH分子有5種化學(xué)結(jié)構(gòu)單元D.質(zhì)譜儀測(cè)得CH3CH2OH最大的質(zhì)荷比為45C課堂檢測(cè)

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。石墨C60主題2:多樣的分子空間結(jié)構(gòu)兩個(gè)原子構(gòu)成的分子，空間結(jié)構(gòu)只能是直線形氧氣O2氯化氫HCl1、雙原子分子空間結(jié)構(gòu)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)主題2:多樣的分子空間結(jié)構(gòu)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形主題2:多樣的分子空間結(jié)構(gòu)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

主題2:多樣的分子空間結(jié)構(gòu)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°主題2:多樣的分子空間結(jié)構(gòu)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

主題2:多樣的分子空間結(jié)構(gòu)P4O6SF6P4P4O10C60S8椅式C6H12船式C6H125、其他多原子分子分子空間結(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。主題2:多樣的分子空間結(jié)構(gòu)思考討論1、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？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。2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等五原子分子都是正四面體形結(jié)構(gòu)嗎?不是，由于碳原子所連的四個(gè)原子不相同，使四個(gè)鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角不全相等，所以并不是正四面體形結(jié)構(gòu)。主題2:多樣的分子空間結(jié)構(gòu)課堂檢測(cè)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：D2.下列敘述正確的是(

)A.NH3分子中N原子處在3個(gè)H原子所組成的三角形的中心B.CCl4分子中C原子處在4個(gè)Cl原子所組成的正方形的中心C.H2O分子中O原子不處在2個(gè)H原子所連成的直線的中央D.CO2分子中C原子不處在2個(gè)O原子所連成的直線的中央C

課堂檢測(cè)3.下列分子的空間結(jié)構(gòu)與分子中共價(jià)鍵鍵角對(duì)應(yīng)不正確的是(

)A.V形：105°

B.平面正三角形：120°C.三角錐形：109°28‘

D.正四面體形：109°28'

C

4.下列說(shuō)法正確的是()

A．CS2分子的立體構(gòu)型是V形

B．NF3分子的立體構(gòu)型是四面體形C．鍵長(zhǎng)、鍵角不同是導(dǎo)致分子構(gòu)型不同的主要原因D．正四面體形分子一定是五原子分子C

5.(1)硫化氫(H2S)分子中，兩個(gè)H—S的夾角接近90°，說(shuō)明H2S分子的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)_____。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個(gè)C==S的夾角是180°，說(shuō)明CS2分子的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)______。V形直線形(3)能說(shuō)明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體結(jié)構(gòu)的是_________。a.兩個(gè)鍵之間的夾角為109°28′b.C—H為極性共價(jià)鍵c.4個(gè)C—H的鍵能、鍵長(zhǎng)都相等

d.二氯甲烷(CH2Cl2)只有一種(不存在同分異構(gòu)體