【化学】分子的空间结构第1课时（同步课件）-2023-2024学年高二化学人教版2019选择性必修2

第二节分子的空间结构第1课时第二章分子结构与性质21本节重点本节难点分子结构的测定多样的分子空间结构P4O6SF6NH3P4一些分子的空间结构模型肉眼不能看到分子，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射线衍射分子结构的测定分子结构的测定红外光谱仪实验室的仪器——红外光谱仪的价格分子结构的测定国产—傅里叶红外光谱仪¥14.5万进口—XDSRLA近红外光谱仪¥50万-100万可近似地看成谐振子的简谐振动分子结构的测定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红外光谱仪原理示意图当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些

的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现

。通过和已有

比对，或通过

计算，可以得知各吸收峰是由哪种

、哪种

方式引起的，综合这些信息，可分析分子中含有何种

或

的信息化学键吸收峰谱图库量子化学化学键振动化学键官能团分子结构的测定红外光谱在测定分子结构中的应用某未知物的红外光谱通过红外光谱图，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分子结构的测定红外光谱在测定分子结构中的应用质谱法在测定分子相对分子质量中的应用分子结构的测定质谱仪现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量在质谱仪中使分子失去电子变成带________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，质谱仪原理示意图质谱法在测定分子相对分子质量中的应用分子结构的测定在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。正电荷【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(10－9g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.C3H8C.C2H4

D.CH4D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。单原子分子(稀有气体分子)、双原子分子不存在空间结构三原子分子化学式电子式分子的空间结构模型结构式键角CO2O=C=O180◦直线形H2O105◦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。单原子分子(稀有气体分子)、双原子分子不存在空间结构三原子分子化学式电子式分子的空间结构模型结构式键角V形多样的分子空间结构四原子分子化学式电子式分子的空间结构模型结构式CH2ONH3键角120◦107◦三角锥形平面三角形多样的分子空间结构五原子分子化学式电子式分子的空间结构模型结构式CH4CCl4键角109°28′109°28′正四面体形正四面体形多样的分子空间结构其他多原子分子的空间结构P4O6SF6P4P4O10C60S8椅式C6H12船式C6H12【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【例2】(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_________。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1．下列对HClO分子结构的描述，正确的是A．O原子发生sp杂化B．O原子与H、Cl都形成σ键C．该分子为直线形分子D．HClO分子的结构式是：H-Cl-O【答案】B【详解】A．HClO中O原子形成2个σ键，含有2个孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化，故A错误；B．HClO中O原子与H形成O-H键，与Cl形成O-Cl键，单键都是σ键，因此O原子与H、Cl都形成σ键，故B正确；C．HClO的中心原子O原子采用sp3杂化，含有2个孤电子对，则其空间构型为V形，故C错误；D．HClO的中心原子是O原子，则其结构式为H-O-Cl，故D错误；故答案选B。2．NaBH4是常见的还原剂，可通过如下反应制备。下列说法错误的是A．该反应在无水环境下进行B．该反应是氧化还原反应C．元素的第一电离能：O>C>NaD．BH4-的空间构型为正四面体形【答案】B【详解】A．NaH会和水反应，故该反应在无水环境下进行，A正确；B．该反应中不存在元素化合价的改变，不是氧化还原反应，B错误；C．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，元素的第一电离能：O>C>Na，C正确；D．BH4-中B形成4个共价键，为sp3杂化，空间构型为正四面体形，D正确；故选B。3．下列构型为三角锥形的分子为A．CO2

B．H2O C．CH4

D．NH3【答案】D【详解】A．CO2直线形，故不选A；B．H2O空间构型为为V形，故不选B；C．CH4空间构型为正四面体形，故不选C；D．NH3空间构型为三角锥形，故选D。答案为：D。4．OF2是良好的氧化剂和氟化剂，可通过反应制备，下列说法正确的是A．F2的电子式为F∶F B．OF2是直线形分子C．NaF是共价化合物

D．NaOH含有离子键和极性共价键【答案】D【详解】A．F2的电子式为

，A错误；B．OF2中的O原子为sp3杂化，且存在2对孤对电子，为V形结构，B错误；C．NaF是钠离子和氟离子形成的离子化合物，C错误；D．NaOH是钠离子和氢氧根离子构成的离子化合物，氢氧根中存在氢氧极性共价键，故含有离子键和极性共价键，D正确；5．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态Y原子有3个未成对电子，基态Z原子的价电子数等于其电子层数，这四种元素可形成离子化合物|[YW4]+[ZW4]-下列叙述正确的是A．氧化性：Y2>W2

B．电负性：Y>X>ZC．YW3的空间结构为平面三角形D．第一电离能：Y<W【答案】B【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态Y原子有3个未成对电子，Y为氮；能形成离子[YW4]+，则X为氢；基态Z原子的价电子数等于其电子层数，则其为13号元素铝，能形成离子[ZW4]-

，则W为氯；【详解】A．氮气化学性质稳定，氮气的氧化性小于氯气，A错误；B．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：N>H>Al，，B正确；C．NCl3中N为sp3杂化，且存在1对孤电子对，空间结构为三角锥形，C错误；D．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，且N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于