2.2.1分子结构的测定与多样性（学案）高二化学人教版选择性必修2

第二章分子结构与性质第二节分子的空间结构2.2.1分子结构的测定与多样性【教材分析】本节从分子结构的测定、三原子、四原子、五原子分子的立体构型为例，介绍典型分子立体构型；然后从价层电子对互斥理论和杂化轨道理论解释分子结构的多样性和复杂性，并根据上述理论判断简单分子和离子的构型。【教学重难点】共价分子结构的多样性和复杂性课程目标学科素养1.了解分子结构的测定方法。2.认识共价分子结构的多样性和复杂性。a.宏观辨识与微观探析：通过对典型分子空间结构的学习，了解共价分子结构的多样性和复杂性。一、新课导入问题情境：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？二、学生讨论（对照学案分组讨论、同步板书）三、聚焦展示学习目标一：分子结构的测定1、红外光谱工作原理原理：分子中的原子不是固定不动的，而是处于着的。分子的空间结构是分子中的原子处于位置时的模型。甲醛分子振动示意图红外光谱仪原理示意图分子振动需要，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相同的红外线，记录到图谱上呈现峰。通过和比对，或通过，可以得知分子中含有何种或官的信息。【案例分析1】部分官能团或化学键的红外吸收光谱【案例分析2】通过红外光谱图，发现未知物中含有OH、CH和CO的振动吸收，可初步推测该未知物中含有。【针对训练1】下列说法中不正确的是()A．测定分子结构的现代仪器和方法有红外光谱、晶体X射线衍射等B．红外光谱属于原子光谱中的吸收光谱C．红外光谱可测定分子中含有化学键或官能团的信息D．当红外光束透过分子时，分子会吸收与它的某些化学键的振动频率相同的红外线2、质谱工作原理现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。它的基本原理是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，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。纵坐标表示，横坐标表示（mz），简称，化学家通过分析得知，被测物的相对分子质量是【针对训练2】下列说法中不正确的是()A．早年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B．CH3CH2OH的红外光谱图中显示含有CH、CO、OH等键C．质谱仪的基本原理是在质谱仪中使分子得到电子变成分子离子和碎片离子等粒子D．化学家根据质谱图中最大质荷比推测被测物的相对分子质量学习目标二：共价分子结构的多样性【过渡】美丽的化学结构视频【展示】多样的分子空间结构1．三原子分子化学式电子式结构式键角空间结构空间结构名称CO2O=C=OH2O2．四原子分子化学式电子式结构式键角空间结构空间结构名称CH2O约120°NH33．五原子分子化学式电子式结构式键角空间结构空间结构名称CH4【针对训练3】下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是()A．键角为180°的分子，空间结构是直线形B．键角为120°的分子，空间结构是平面三角形C．键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形D．键角为90°~109°28'之间的分子，空间结构可能是V形四、提升小结分子结构的测定方法常见分子结构类型测定分子结构的现代仪器和方法质谱：确定分子量，局部分子结构的质量。红外光谱：确定化学键的类型，识别特定基团。紫外光谱：确定特定的结构。核磁共振氢谱：利用核磁共振仪记录下原子在共振下的有关信号绘制的图谱。直线形分子：CO2、CS2、C2H2、BeCl2V形分子：H2O、H2S、SO2；平面三角形分子：BF3；平面形分子：C2H4、C6H6、CH2O；三角锥形分子：NH3、PH3；正四面体形分子：CH4、CCl4、CF4；五、自我检测1、下列说法不正确的是()A．用燃烧分析法可确定有机物的分子结构B．用质谱图可确定有机物的相对分子质量C．红外光谱图能确定有机物分子中的官能团D．核磁共振氢谱图可确定分子中不同化学环境的氢原子的种类和数目之比2、下列说法错误的是()A．核磁共振氢谱图上可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目B．红外光谱法是用高能电子流等轰击样品分子，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C．质谱法具有快速、微量、精确的特点D．通过红外光谱法可以测知有机物所含的官能团3、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：4、下列表示不正确的是()A．水分子的空间结构模型：B．CO2的空间结构模型：：C．BF3的空间结构模型：D．P4O6的空间结构模型：5、默写填空（1）形分子：、、C2H2、BeCl2（2）形分子：、、SO2；（3）平面形分子：（4）形分子：、C6H6、CH2O；（5）形分子：NH3、（6）正四面体形分子：：、：、CF4；2.2.1分子结构的测定与多样性一、知识填空问题情境：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进行推测。科测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱（本章）、晶体X射线衍射（下章）等。学习目标一：不断振动、平衡位置；能量、振动频率、吸收峰、已有谱图库、量子化学计算、化学键、官能团；羟基；正电荷、相对分子质量；相对丰度、粒子的相对质量与其电荷数之比、荷质比；92学习目标二：180°、直线形、105°、V形；平面三角形、107°、三角锥形；109°28′、正四面体形二、针对训练1、B解析：原子光谱是原子中的电子在不同能级轨道上跃迁时吸收或释放能量所得到的光谱，红外光谱不是原子光谱，属于分子光谱。故选B．2、C解析：质谱仪的基本原理是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，C错误。故选C。3、B解析：键角为180°的分子，空间结构是直线形，例如CO2是直线形分子，A正确；苯分子的键角为120°，但其空间结构是平面正六边形，B错误；白磷分子的键角为60°，空间结构为正四面体形，C正确；水分子的键角为105°，空间结构为V形，D正确。三、自我检测1、A解析：A项，用燃烧分析法可确定有机物的分子式，故A错误；B项，用质谱图可确定有机物的相对分子质量，故B正确；C项，红外光谱图能确定有机物中所含官能团的种类，故C正确；D项，核磁共振氢谱中有几个峰，有机物中就有几种氢原子，核磁共振氢谱图可确定分子中不同化学环境的氢原子的种类和数目之比，故D正确；故选A。2、B解析：质谱法是用高能电子流等轰击样品分子，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，故B错误。故选B。3、D解析：CO2的空间结构为直线形，A不正确；H2O的空间结构为V形，B不正确；NH3的空间结构为三角锥形，C不正确；CH4的空间结构为正四面体形，D正确。故选D。4、B解析：A项，水中氧原子分别与两个氢原子形成共价键，Ｏ的价层电子对数4，含有2个孤电子对，则水分子为V型结构，空间结构模型为，A正确；B项，CO2的空间结构为直线型，中心C原子的半径应大于O原子半径，B错误；C项，F3的空