第二节 分子的空间结构 第1课时 分子结构的测定 多样的分子空间结构 价层电子对互斥模型 [学习目标] 1.通过对典型分子空间结构的学习,认识微观结构对分子空间结构的影响,了解共价分子结构的多样性和复杂性。2.能应用价层电子对互斥模型进行解释和预测分子的空间结构。3.知道分子的结构可以通过红外光谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。 知识点1 分子结构的测定与多样的分子空间结构 1.分子结构的测定 (1)红外光谱法。 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振动频率相同的红外线,再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对,或通过量子化学计算,可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的,综合这些信息,可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。 例如:某未知物的红外光谱图如图所示。 通过红外光谱图可知,该物质中所含化学键有C—H、O—H、C—O,并推测可能含有的官能团是羟基。 (2)质谱法。 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。 例如:甲苯分子的质谱图如图所示。 读谱可知,甲苯的相对分子质量为 92。 2.多样的分子空间结构 (1)三原子分子。 项目 CO2 H2O 电子式 结构式 OCO 键角 180° 105° 空间结构 及名称 直线形 V形 (2)四原子分子。 项目 CH2O NH3 电子式 结构式 键角 约120° 107° 空间结构 及名称 平面三角形 三角锥形 (3)五原子分子。 项目 CH4 CCl4 电子式 结构式 键角 109°28' 109°28' 空间结构 及名称 正四面体形 正四面体形 [深度思考] (1)组成相似的分子,空间结构一定相似吗 (2)四原子分子的空间结构都是三角锥形吗 【答案】 (1)不一定。如NH3是三角锥形,而BCl3是平面三角形。 (2)不都是。H2O2分子的结构类似于一本打开的书,两个氧原子在半展开的书的两面的交接处,两个氢原子分别在半展开的书的两面上,而白磷(P4)分子的空间结构为正四面体形,如图所示。 1.判断正误。 (1)可用质谱法鉴别乙醇和二甲醚(CH3OCH3)。( × ) (2)NH3的空间结构模型为。( × ) (3)CH3Cl的空间结构为正四面体形。( × ) (4)H2O的空间填充模型为,键角为105°。( √ ) 2.下列说法错误的是( ) [A]核磁共振氢谱图可用来推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目 [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 【答案】 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。 3.(2024·浙江丽水、湖州、衢州三地市联考)下列有关分子空间结构的说法正确的是( ) [A]HClO、BF3、NCl3中所有原子的最外层都满足8电子稳定结构 [B]P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28' [C]分子中键角的大小:SnCl2>SO3>NH3>CCl4 [D]BeF2的中心原子Be的共用电子对数为2,其空间结构为直线形 【答案】 D 【解析】 HClO中的H和BF3中的B最外层都未达到8电子稳定结构,A错误;P4和CH4都是正四面体形结构,但是P4的键角为60°,CH4的键角为 109°28',B错误;SnCl2中存在1个孤电子对,键角小于120°,SO3的空间结构为平面正三角形,键角为120°,NH3的空间结构为三角锥形,键角为107°,CCl4的空间结构为正四面体形,键角为109°28',分子中键角的大小为SO3>SnCl2>CCl4>NH3,C错误;BeF2的中心原子Be的价层电子对数为2,无孤电子对,共用电子对数为2,其空间结构为直线形,D正确。 4.(1)硫化氢(H2S)分子中 ... ...
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