高中化学同步讲义（选择性必修二）第07讲 2.3分子结构的测定和多样的分子空间结构（学生版）

第7课分子结构的测定和多样的分子空间结构1．知道分子的结构可以通过波谱等技术进行测定。2．结合实例了解共价分子具有特定的空间结构。一、分子结构的测定1.早年的科学家主要靠对物质的性质进行系统总结得出规律后分子的结构。2.分子结构测定的常用方法：光谱、晶体X射线3.红外光谱法测定分子的和（1）测定原理：分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。当一束红外线透过分子时，分子会跟它的某些化学键的振动频率相同的线，再记录到图谱上呈现峰。（2）测定过程光谱图分析峰与谱图库推断分子所含的和（3）红外光谱图：表明有机物分子中含有何种或。（4）用途：确定和的类型。注意：大多数已知化合物的红外谱图已建成数据库，通过对比便可得到确认。4.质谱仪测定分子的（1）原理：在质谱仪中使分子电子变成带电荷的离子和离子等粒子。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。（2）测定过程待测物分子离子、碎片离子电场加速磁场偏转质谱图（3）质荷比：分子离子、碎片离子的与其的比值。（4）质谱法应用：测定，即：由于相对质量越大的分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间越长，因此谱图中的质荷比最大（最右边）的就是未知物的相对分子质量，注意：当“质”为该有机物的相对分子质量，“荷”为一个单位电荷时，质荷比的即为该有机物的——质谱图中最右边的数据。二、多样的分子空间结构1.三原子分子的空间结构——型和形（又称角形）化学式电子式结构式键角空间结构模型空间结构名称CO2O=C=O180º型H2O105º形2.四原子分子常见的空间结构——平面三角形和三角锥形化学式电子式结构式键角空间结构模型空间结构名称CH2O约120º形NH3107º形【特别说明】四原子分子的空间结构大多数为平面三角形和三角锥形，也有的为形(如C2H2)、形(如P4)等。3.五原子分子常见的空间结构——四面体形化学式电子式结构式键角空间结构模型空间结构名称CH4109º28´形4.其他多原子分子的空间结构►问题一分子结构测定的常用方法【典例1】化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等，现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列说法正确的是A．X射线衍射技术不能用于有机化合物晶体结构的测定B．分析有机物的红外光谱图，可获得分子中所含化学键或官能团个数的信息C．核磁共振氢谱能准确测定有机物中氢元素的个数D．质谱法是快速、精确测定相对分子质量的重要方法【变式1-1】随着科学技术的发展，人们可以利用很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。下列说法不正确的是A．李比希元素分析仪可以测定有机物的结构简式B．质谱是快速精确测定有机物相对分子质量的重要方法C．分析有机物的红外光谱图可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息D．X射线衍射技术可用于测定有机化合物的晶体结构【变式1-2】准确测定有机物的分子结构，对从分子水平去认识物质世界，推动近代有机化学的发展十分重要。采用现代仪器分析方法，可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构例，如质谱、红外光谱、核磁共振等。有机化合物A的谱图如下，根据谱图可推测其结构简式为

A．CH3OCH3 B．CH3CH2CHO C．HCOOH D．CH3CH2OH►问题二常见分子的空间结构的判断【典例2】下列分子的空间结构模型或键角正确的是A． B．C． D．【变式2-1】下列分子的空间结构模型正确的是A．CO2： B．H2O：C．NH3： D．CH4：【变式2-2】(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角接近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键的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为。(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键为极性共价键c．4个C—H键的键能、键长都相等d．二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体)1．现代化学常用的测定分子的相对分子质量的方法是A．质谱法 B．晶体射线衍射法C．核磁共振氢谱法 D．红外光谱法2.有①甲烷分子②氨分子③水分子④四氯化碳分子⑤二氧化碳分子，其中是正四面体结构的是（

）A．①② B．①④ C．①②④ D．②③④3.下列分子结构的空间构型为正四面体的是A．四氯化碳 B．1，2-二氯乙烯 C．二氯甲烷 D．氨气4．下列关于分子空间构型的判断，不正确的是A．CS2V形 B．CH4正四面体形 C．BF3平面三角形 D．NH3三角锥形5．能用来分析分子中的化学键及官能团信息的物理方法是A．X射线衍射法 B．红外光谱法 C．核磁共振法 D．质谱法6．如图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为A．CH3COOCH2CH3 B．CH3CH2COOHC．HCOOCH2CH2CH3 D．(CH3)2CHCH2COOH7．某化合物分子由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱只有C—H键、O—H键、C—O键的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3 C．CH3CH2OH D．CH3COOH8.红外光谱仪：分子中的原子不是固定不动的，而是不断地____的。当一束红外线透过分子时，分子会____跟它的某些化学键的____频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。可分析出分子中含有何种____或官能团的信息。1．利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录，可初步判断该有机物分子拥有的()A．同分异构体数 B．原子个数C．化学键和官能团种类 D．有机化合物的分子式2．能够快速、微量、精确测定有机物相对分子质量的物理方法是()A．红外光谱法B．质谱法C．核磁共振氢谱法D．色谱法3．下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是()A．CH4、CS2、BF3B．CO2、H2O、NH3C．C2H4、C2H2、C6H6D．CCl4、BeCl2、PH34．下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是()A．H2OB．BeCl2C．CH4 D．PCl35.在白磷分子(P4)中,四个P原子分别处于正四面体的四个顶点上,结合有关P原子的成键特点,下列有关白磷分子的说法正确的是()A.白磷分子中的键角为109°28'B.分子中共有4对共用电子对C.白磷分子中的键角为60°D.分子中有6对孤电子对6．下列分子的空间构型为平面三角形的是（）A．PCl3 B．BCl3 C．NH3 D．H2O【答案】B【解析】A．PCl3的空间构型为三角锥形，A不合题意；B．BCl3的空间构型为平面三角形，B符合题意；C．NH3的空间构型为三角锥形，C不合题意；D．H2O的空间构型为V形结构，D不合题意；故答案为：B。7.仪器分析法对有机化学的研究至关重要。下列说法错误的是A．元素分析仪是将有机物在氧气中充分燃烧后对燃烧产物进行自动分析，以确定有机物最简式B．图-1是有机物