2.2.1 分子结构的测定 教学设计 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二章第二节《分子结构的测定》教学设计 课题 2.2.1分子结构的测定 课 型 新课 学情分析 在化学必修学习阶段，学生对分子的结构有了一定的认识，如分子的结构式、球棍模型、空间填充模型等。在选择性必修2第二章第一节，学生了解了共价键的相关性质，有了键长和键角的概念，知道了键长键角是描述分子空间结构的重要参数。但并还不了解测定分子结构是如何测定的，不了解测定分子结构的一般流程和仪器方法。 教材分析 提高学生对分子空间结构的具体认知，深化对微粒间相互作用模型的认识。发展学生“证据推理与模型认知”核心素养。 人教版教材中本节课主要是过渡章节，建立学生对分子空间结构的直观认知。之后再进一步学习空间结构形成的理论基础。而在鲁科版的教材中，并无本节课的设置，而是选择将本节课所讲内容以案例的方式融入杂化轨道理论和价电子对互斥理论的分析中。 设计理念 通过从未知物利用现代仪器和方法一步一步推出其分子结构的过程，体现了科学认识是循循渐进的并不断发展的。 教学目标 【教学目标】 1．了解测定分子结构的一般方法； 2．掌握红外光谱和质谱的原理，学会对红外光谱图和质谱图进行简单分析； 3．通过测定分子结构方法的进步，体会技术进步对科学发展的重要影响。 【评价目标】 通过对红外光谱、质谱的学习，诊断并发展学生推理分子结构的能力； 教学重点 重点：红外光谱、质谱 教学难点 难点：红外光谱、质谱的谱图分析 教学方法 1、讲授法 2、讨论法 3、多媒体演示法 课前准备 PPT、教科书、相关习题等。 教 学 过 程 教师主导活动 学生主体活动 设计意图 【设问】肉眼不能看到分子，科学家是怎样知道分子的结构的呢？请同学讨论测定分子结构的方法 思考，讨论 通过问题，引发学生思考，提高学生学习积极性。 一、分子结构的测定 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。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、晶体X射线衍射等。 了解古今测定分子结构的方法，以及现代测定分子结构一些方法。 了解测定分子结构的一般方法 如今科学家应用许多现代仪器和方法测定分子结构 演示现代测定分子结构的一般流程 引导学生如何从未知物一步一步得知其分子结构 思考讨论：如何确定未知物的实验式、分子式、分子结构 通过测定分子结构方法的进步，体会技术进步对科学发展的重要影响 1.红外光谱： 红外光谱原理：分子吸收跟它某些化学键的振动频率相同的红外线 红外光谱分析：分析吸收峰，确定分子所含的化学键或官能团 分析未知物的红外光谱确定分子结构 分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。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，再记录到谱图上呈现吸收峰。 红外光谱仪原理示意图 测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析官能团、化学键。 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。 例如，通过红外光谱仪测得某未知物的红外光谱图如上图所示，发现有O—H、C—H、和C—O的振动吸收。因此，可以初步推测该未知物中含有羟基（—OH）。 通过谱图分析实例，体会红外光谱在分子结构测定中的应用 2.质谱法 质谱原理：分子经离子化和电场加速后，在磁场中发生偏转，分析偏转半径可确定离子的质荷比m/z 质谱分析：m/z最大的信号峰对应的m/z值即为该物质的相对分子质量 分析未知物的质谱确定相对分子质量 质谱仪：现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。 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。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 ... ...