【高中化学】多样的分子空间结构 2022-2023学年高二化学同步课件（人教版2019选择性必修2）

第二节分子的空间结构一二分子结构的测定多样的分子空间结构三价层电子对互斥模型四杂化轨道理论简介形形色色的分子H2OCO2NH3HCHOCH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC2H2形形色色的分子C60C20C40C70形形色色的分子形形色色的分子→如今，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、质谱法、晶体X射线衍射(下一章讲)等红外光谱仪一、分子结构的测定肉眼不能看到分子，科学家是怎样知道分子的结构的呢？→早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结，得出规律后推测分子的结构。分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。分子的空间结构是分子中的原子处于平衡位置时的模型。1.红外光谱

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。1.红外光谱

通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。

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。化学式：C2H6O乙醇CH3CH2OH二甲醚

CH3OCH3√红外光谱：可以获得分子中含有某些特征化学键或官能团的信息。【科学·技术·社会】P42用质谱法测定分子的相对分子质量纵坐标表示相对丰度，横坐标表示粒子的相对质量与其电荷数之比(m/z)，简称质荷比，化学家通过分析得知，被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯。核磁共振氢谱法(NMR)：分析等效氢的种类

1．下列说法中不正确的是(

)A．可用光谱仪鉴定元素B．可用红外光谱仪判断分子的结构C．可用质谱仪确定分子的相对分子质量D．可用焰色试验确定所有金属D同步练习2.已知某分子质谱图如图所示，且分子的红外光谱信息中含有C—O、C—H、O—H共价键的吸收峰。下列关于其分子结构的叙述中正确的是(

)同步练习A.该分子的结构为CH3CH2OHB.该分子的相对分子质量可能为27、31、45或46C.该分子的结构为CH3—O—CH3D.该分子的红外光谱和质谱都可以反映分子结构的信息A3.如图所示是某分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为(

)同步练习AA．CH3COOCH2CH3

B．CH3CH2CH2COOHC．HCOOCH2CH2CH3

D．(CH3)2CHCH2COOHO2HCl二、多样的分子空间结构→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。1.双原子分子直线形二、多样的分子空间结构2.三原子分子直线形和V形(角形)键角180°键角105°直线形V形(角形)3.四原子分子平面三角形和三角锥形等二、多样的分子空间结构键角约120°键角107°甲醛(HCHO)平面三角形三角锥形BF3BFFF键角120°平面正三角形二、多样的分子空间结构4.五原子分子最常见的是四面体形正四面体形键角109°28′→常见的呈现正四面体的粒子：CCl4、CBr4、SiCl4、SiH4、NH4+等→CH3Cl、CH3Cl2、CHCl3为四面体形，但不是正四面体形→键长和键角共同决定分子的空间结构P49分子空间结构模型用橡皮泥制作分子的空间结构模型一些分子的空间结构模型【资料卡片】P44正八面体形足球烯皇冠形•己烷>分子空间结构与其稳定性有关正四面体键角60°为什么甲烷分子的空间结构是正四面体形而不是正方形？【思考交流1】空间结构：正四面体形键角：109°28′CHHHH········为什么甲烷分子的空间结构是正四面体形而不是正方形？【思考交流1】成键电子对之间存在相互排斥作用，为减小斥力，相互之间尽可能远离，因此分子的空间结构受到影响。一般，分子尽可能采取对称的空间结构以减小斥力CHHHH········电子对数电子对互斥气球空间互斥234直线形空间构型“气球空间互斥”类比“电子对互斥”正四面体形平面三角形(1)红外光谱可以推断化学键或官能团的种类，能否确认化学键或官能团的个数？不能(2)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角接近90°，H2S分子是哪种空间结构？二硫化碳(CS2)分子中，两个C=S键的夹角是180°，CS2分子是哪种空间结构？V形直线形(3)科学家研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3如图所示。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，试推测四个氮原子围成的空间是正四面体吗？不是正四面体而是三角锥形。【思考交流2】1.四原子分子不一定都是平面三角形或三角锥形。如白磷(P4)分子，四个磷原子位于正四面体的四个顶点，键角为60°，且该正四面体的空间结构和键角与CH4的正四面体空间结构和键角均不同核心归纳：2.常见的AB4型分子或离子：CX4(X为卤素原子或氢原子)、SiCl4、SiH4、NH4+,通常为正四面体形。AB4型分子(如CH4)中的1～3个B原子被其他原子取代后仍为四面体形，但不是正四面体形结构。3.记住一些常见分子的空间结构及键角，则可推测组成相似的其他分子的空间结构。如CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等。1．2013年诺贝尔化学奖授予美国科学家马丁·卡普拉斯、迈克尔·莱维特、阿里耶·瓦谢勒，以表彰他们“在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献”。这种用电脑取代木棒作试验模型，催生了现代化学研究手段的一次新飞跃。下列不属于现代化学对物质结构进行研究的手段的是A．X射线 B．天平C．质谱

D．核磁共振理解应用B理解应用2.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3，如图。已知该分子中N—N—N键键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法不正确的是D

A．该分子中既含有非极性键又含有极性键B．分子中四个氮原子不共平面C．该物质既有氧化性又有还原性D.15.2g该物质含有6.02×1022个原子3.能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是()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理解应用4.下列物质中，分子的空间结构与氨分子相似的是A.CO2

B.H2SC.PCl3 D.SiCl4C理解应用5.下列物质的空间结构不同于其他物质的是A．H2O B．CS2C．BeCl2 D．CO2A6.下列常见分子的空间结构或键角正确的是(

)A．CH2O：三角锥形B．NH3：键角109°28′C．H2O：键角180°D．CH4：正四面体形理解应用D7.下列分子中，所有原子不可能共处于同一平面上的是(

)A．H2S

B．CS2C．CH2OD．SiH4理解应用D8.下列分子中键角最大的是(

)A.H2O B.CO2C.CH2O

D.NH3B9．三硫化四磷用于制造火柴及火柴盒摩擦面，分子结构如图所示。下列有关三硫化四磷说法中正确的是(

)理解应用DA．该物质中磷元素的化合价为＋3B．该物质分子结构中S、P最外层电子数均不为8C．该物质分子中全是极性共价键D．22g该物质含硫原子的数目约为1.806×102310.第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子，其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法中不正确的是(

)理解应用BA．R原子不满足8电子稳定结构B．键角(Cl—R—Cl)有90°、120°两种C．分子中5个R—Cl键键能不都相同D．RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl311.SF6的立体构型如图1所示，请按照图1的表示方法在图2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键。理解应用解析:SF6的立体构型为八面