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)第1課時

分子結(jié)構(gòu)的測定與多樣的分子空間結(jié)構(gòu)鍵能鍵長共價鍵的穩(wěn)定性鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)決定分子的性質(zhì)鍵參數(shù)決定決定思考：分子的世界形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。肉眼不能看到分子，那么，科學(xué)家是怎樣知道分子的結(jié)構(gòu)的呢？P4O6SF6NH3P4任務(wù)一分子結(jié)構(gòu)的測定1.早期的分子結(jié)構(gòu)測定方法早年的科學(xué)家主要靠對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律，再推測分子的結(jié)構(gòu)。但是化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且非常耗時。李比希凱庫勒任務(wù)一分子結(jié)構(gòu)的測定紅外光譜儀X射線衍射儀質(zhì)譜儀測定化學(xué)鍵或官能團測定鍵長、鍵角等測定相對分子質(zhì)量現(xiàn)代科學(xué)家應(yīng)用了許多測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，如紅外光譜、質(zhì)譜儀以及晶體X射線衍射等。下章研究2.現(xiàn)代的分子結(jié)構(gòu)測定方法任務(wù)一分子結(jié)構(gòu)的測定2.現(xiàn)代的分子結(jié)構(gòu)測定方法紅外光譜儀測定原理分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。當(dāng)一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動頻率相同的紅外線，記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。分子吸收紅外線(與化學(xué)鍵振動頻率相同)分析出化學(xué)鍵或官能團對比已有譜圖庫量子化學(xué)計算一束紅外線透過分子紅外圖譜檢測儀乙醛任務(wù)一分子結(jié)構(gòu)的測定2.現(xiàn)代的分子結(jié)構(gòu)測定方法紅外光譜儀測定原理通過紅外光譜圖，發(fā)現(xiàn)未知物中含有O-H、C-H和C-O的振動吸收，可初步推測該未知物中含有羥基。例：某未知物分子式為C2H6O，可能為乙醇CH3CH2OH，或者二甲醚CH3OCH3，通過紅外光譜，可以推測其結(jié)構(gòu)。任務(wù)一分子結(jié)構(gòu)的測定2.現(xiàn)代的分子結(jié)構(gòu)測定方法質(zhì)譜儀測定原理在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的離子具有不同的相對質(zhì)量，它們在高壓電場加速后，通過狹縫進(jìn)入磁場得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰。分析圖譜分子離子和碎片離子分子失去電子高壓電場加速通過狹縫進(jìn)入磁場分離記錄儀質(zhì)譜圖得出分子的相對分子質(zhì)量任務(wù)一分子結(jié)構(gòu)的測定2.現(xiàn)代的分子結(jié)構(gòu)測定方法質(zhì)譜儀測定原理縱坐標(biāo)是相對豐度（與粒子的濃度成正比）橫坐標(biāo)是粒子的相對質(zhì)量與其電荷數(shù)之比m/z，簡稱質(zhì)荷比。相對分子質(zhì)量＝最大質(zhì)荷比（原子數(shù)目不變，只失去一個電子）被測物的相對分子質(zhì)量是92，該物質(zhì)是甲苯（C6H5CH3)課堂練習(xí)某有機物A的分子式為C4H10O，紅外光譜圖如圖所示，則A的結(jié)構(gòu)簡式為A.CH3CH2OCH2CH3

B.CH3OCH2CH2CH3C.CH3CH2CH2CH2OH D.(CH3)2CHOCH3A2002年諾貝爾化學(xué)獎獲得者的貢獻(xiàn)之一是發(fā)明了對有機分子的結(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……然后測定其質(zhì)荷比β。設(shè)H＋的質(zhì)荷比為1，某有機物樣品的質(zhì)荷比如圖(假設(shè)離子均帶一個單位正電荷，信號強度與該離子多少有關(guān))，則該有機物可能()A.CH3OH B.C3H8C.C2H4

D.CH4D課堂練習(xí)課堂練習(xí)如圖是有機物A的質(zhì)譜圖，則A的相對分子質(zhì)量是

A.29

B.43

C.57

D.72最大質(zhì)荷比D任務(wù)二多樣的分子空間結(jié)構(gòu)1.雙原子分子H2O2N2HClO=ON≡NH-ClH-H直線形

鍵角180°大多數(shù)分子是由兩個以上的原子構(gòu)成的，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)。任務(wù)二多樣的分子空間結(jié)構(gòu)2.三原子分子直線型和V型三個原子構(gòu)成的分子，將這3個原子看成三個點，則它們在空間上可能構(gòu)成幾種形狀？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

H

HOCOOO=C=OHHO180°直線形105°V形（角形）H

HOCOOO=C=O任務(wù)二多樣的分子空間結(jié)構(gòu)3.四原子分子平面三角形和三角錐形四個原子構(gòu)成的分子，將這4個原子看成四個點，則它們在空間上可能構(gòu)成幾種形狀？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甲醛CH2O

NH3

CHOHHHNH約120°平面三角形107°三角錐形O=CHHH

HNH任務(wù)二多樣的分子空間結(jié)構(gòu)3.四原子分子乙炔C2H2180°P460°直線形正四面體形BF3120°平面正三角形其他空間結(jié)構(gòu)H2O2書頁形任務(wù)二多樣的分子空間結(jié)構(gòu)4.五原子分子（正）四面體形化學(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

HCHHCHHHHCCl4109°28′正四面體形任務(wù)二多樣的分子空間結(jié)構(gòu)5.其他多原子分子C6H6C60椅式C6H12比船式C6H12穩(wěn)定正八面體形皇冠P4O10分子的空間結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)的測定多樣的分子空間結(jié)構(gòu)紅外光譜：測定化學(xué)鍵或官能團質(zhì)譜：測定相對分子質(zhì)量兩原子：直線形三原子：直線形或V形四原子：常見平面三角形、三角錐形等五原子：常見四面體形多原子：結(jié)構(gòu)復(fù)雜晶體X射線衍射法（下章研究）1.下列構(gòu)型為三角錐形的分子為A．CO2

B．H2O C．CH4

D．NH3D課堂練習(xí)直線形V形正四面體形三角錐形2．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X原子最外層有一個電子，基態(tài)Y原子有3個未成對電子，基態(tài)Z