第二章 分子结构与性质\n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\n学习目标核心素养1．通过图片或模型认识共价分子结构的多样性和复杂性。2．了解分子结构测定的方法。\n课堂素能探究课堂达标验收课前素能奠基新课情境呈现\n新课情境呈现\n在宏观世界中，花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。科学巨匠爱因斯坦曾感叹：“在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在内心里发出由衷的赞叹，激起无限的好奇。”实际上，宏观的秩序与和谐源于微观的规则与对称。通常，不同的分子具有不同的空间构型。例如，甲烷分子是正四面体形的、氨分子是三角锥形的、苯是正六边形的。那么，这些分子为什么具有不同的空间构型呢？\n课前素能奠基\n一、分子结构的测定1．分子结构的确定——红外光谱法不同的官能团或化学键吸收频率不同，在红外光谱图中处于不同的位置，可初步判断某有机物中含有何种化学键或官能团。新知预习\n如乙醇的红外光谱：读谱：该有机物分子中有3种不同的化学键，分别是C—H、O—H、C—O键。\n2．相对分子质量的确定——质谱法用高能电子流轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子和碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场的作用下到达检测器的时间因相对质量而先后有别，其结果被记录为质谱图。如甲苯分子的质谱图：读谱：相对分子质量＝最大质荷比，甲苯的相对分子质量为92。\n180°直线形105°V形直线V\n平面三角三角锥120°平面三角形107°三角锥形\n109°28′正四面体形109°28′正四面体形正四面体\n1．思考辨析：(1)H2O分子为V形，CO2为直线形。()(2)大多数四原子分子立体构型为平面三角形和三角锥形，前者的键角一般比后者大。()(3)甲烷、四氯化碳、三氯甲烷均为具有正四面体结构的分子，键角都是109°28′。()√√×预习自测\n2．下列常见分子的立体构型或键角正确的是()A．CH2O：三角锥形B．NH3：键角109°28′C．H2O：键角180°D．CH4：正四面体形解析：甲醛CH2O为平面三角形，A项错误；NH3为三角锥形，键角不是109°28′，B项错误；水分子是V形，所以键角不是180°，C项错误；CH4是正四面体形，D项正确。D\n3．下列说法中不正确的是()A．可用光谱仪鉴定元素B．可用红外光谱仪判断分子的结构C．可用质谱仪确定分子的相对分子质量D．可用焰色反应确定所有金属D\n4．下列分子的立体构型为正四面体形的是()①P4②NH3③CCl4④CH4⑤H2S⑥CO2⑦CHCl3⑧SiF4A．①③④⑦⑧B．①③④⑤⑥C．①③④⑧D．②④⑤解析：NH3的立体构型是三角锥形，H2S的立体构型是V形，CO2的立体构型是直线形，CHCl3是四面体但不是正四面体形，故选C。C\n5．TBC的一种标准谱图如图所示，它是()A．核磁共振谱B．质谱C．红外光谱D．紫外光谱C\n解析：核磁共振谱用于测定H原子的种类和数目，与图无关，故A不选；质谱用于测定有机物的相对分子质量，与图无关，故B不选；图中横坐标为波数，为红外光谱，故C选；紫外光谱坐标为波长，与题不符，故D不选。\n课堂素能探究\n问题探究：P4是正四面体构型，CH4也是正四面体构型，二者结构相同吗？探究提示：提示：不相同，P4分子中4个原子位于正四面体的四个顶点，CH4中C位于体心，H位于顶点。知识点常见的分子空间结构\n母题追问：C6H6苯分子中共有多少原子共平面？甲苯分子中最多有几个原子共面？提示：苯分子中12个原子共面，甲苯分子中最多13个原子共面。\n知识归纳总结：常见的分子空间结构：原子个数立体构型键角举例2直线形HCl3直线形180°CO2“V”形105°H2O4平面三角形约120°CH2O三角锥形107°NH3正四面体形60°P45正四面体形109°28′CH4\n下列分子中，所有原子不可能共处在同一平面上的是()A．C2H2B．CS2C．NH3D．C6H6解析：C2H2、CS2为直线形，C6H6为正六边形，NH3为三角锥形，只有C选项的所有原子不可能在同一平面上。典例C\nC\n\n课堂达标验收\n解析：CO2的立体构型是直线形，A项错误；H2O的立体构型为V形，B项错误；NH3的立体构型为三角锥形，C项错误；CH4是正四面体结构，D项正确。D\n2．(2020·南京高二检测)能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是()A．甲烷的4个碳氢键的键能相等B．甲烷的4个碳氢键的键长相等C．甲烷的一氯代物只有1种D．甲烷的二氯代物只有1种D\n解析：由于甲烷为平面正方形结构时，甲烷的4个碳氢键的键能也相等，所以无法判断甲烷为正四面体结构，故A错误；甲烷无论是正四面体结构，还是正方形，甲烷的4个碳氢键的键长都相等，无法判断甲烷的结构，故B错误；甲烷无论是正四面体结构，还是正方形，其一氯代物都只有1种，不能说明分子结构，故C错误；若为平面正方形结构，二氯甲烷有两种同分异构体，而正四面体的二氯甲烷不存在同分异构体，故D正确。\nB\n解析：C、F同周期，同周期原子序数越大，原子半径越小，则原子半径C比F的大，故A正确；F原子最外层7个电子，形成化合物时满足最外层8个电子，电子式中F的孤电子对没有标出，故B错误；分子中只含共价单键，则全氟丙烷分子中只含σ键，故C正确；C原子和C原子间的化学键是非极性共价键，F原子和C原子间的化学键是极性共价键，故D正确。\n4．下列分子中键角最大的是()A．H2OB．CO2C．CH2OD．NH3解析：H2O分子为V形，键角为105°；CO2分子为直线形，键角为180°；CH2O分子为平面三角形，键角为120°；NH3为三角锥形，键角为107°。B\n5．硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角都接近90°，说明H2S分子的立体构型为___________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C＝O键的夹角是180°，说明CO2分子的立体构型为______________；甲烷(CH4)分子中，任意两个C—H键的夹角都是109°28′，说明CH4分子的立体构型为__________________。V形直线形正四面体形
