2.2.1分子結(jié)構(gòu)的測定與多樣性（學(xué)案）高二化學(xué)人教版選擇性必修2

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)2.2.1分子結(jié)構(gòu)的測定與多樣性【教材分析】本節(jié)從分子結(jié)構(gòu)的測定、三原子、四原子、五原子分子的立體構(gòu)型為例，介紹典型分子立體構(gòu)型；然后從價(jià)層電子對互斥理論和雜化軌道理論解釋分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性，并根據(jù)上述理論判斷簡單分子和離子的構(gòu)型?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性課程目標(biāo)學(xué)科素養(yǎng)1.了解分子結(jié)構(gòu)的測定方法。2.認(rèn)識共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。a.宏觀辨識與微觀探析：通過對典型分子空間結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，了解共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。一、新課導(dǎo)入問題情境：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？二、學(xué)生討論（對照學(xué)案分組討論、同步板書）三、聚焦展示學(xué)習(xí)目標(biāo)一：分子結(jié)構(gòu)的測定1、紅外光譜工作原理原理：分子中的原子不是固定不動的，而是處于著的。分子的空間結(jié)構(gòu)是分子中的原子處于位置時(shí)的模型。甲醛分子振動示意圖紅外光譜儀原理示意圖分子振動需要，所以當(dāng)一束紅外線透過分子時(shí)，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的相同的紅外線，記錄到圖譜上呈現(xiàn)峰。通過和比對，或通過，可以得知分子中含有何種或官的信息。【案例分析1】部分官能團(tuán)或化學(xué)鍵的紅外吸收光譜【案例分析2】通過紅外光譜圖，發(fā)現(xiàn)未知物中含有OH、CH和CO的振動吸收，可初步推測該未知物中含有?！踞槍τ?xùn)練1】下列說法中不正確的是()A．測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法有紅外光譜、晶體X射線衍射等B．紅外光譜屬于原子光譜中的吸收光譜C．紅外光譜可測定分子中含有化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息D．當(dāng)紅外光束透過分子時(shí)，分子會吸收與它的某些化學(xué)鍵的振動頻率相同的紅外線2、質(zhì)譜工作原理現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀測定分子的相對分子質(zhì)量。它的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶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，化學(xué)家對這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的?？v坐標(biāo)表示，橫坐標(biāo)表示（mz），簡稱，化學(xué)家通過分析得知，被測物的相對分子質(zhì)量是【針對訓(xùn)練2】下列說法中不正確的是()A．早年科學(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)律后推測分子的結(jié)構(gòu)B．CH3CH2OH的紅外光譜圖中顯示含有CH、CO、OH等鍵C．質(zhì)譜儀的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子得到電子變成分子離子和碎片離子等粒子D．化學(xué)家根據(jù)質(zhì)譜圖中最大質(zhì)荷比推測被測物的相對分子質(zhì)量學(xué)習(xí)目標(biāo)二：共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性【過渡】美麗的化學(xué)結(jié)構(gòu)視頻【展示】多樣的分子空間結(jié)構(gòu)1．三原子分子化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)名稱CO2O=C=OH2O2．四原子分子化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)名稱CH2O約120°NH33．五原子分子化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)名稱CH4【針對訓(xùn)練3】下列有關(guān)鍵角與分子空間結(jié)構(gòu)的說法不正確的是()A．鍵角為180°的分子，空間結(jié)構(gòu)是直線形B．鍵角為120°的分子，空間結(jié)構(gòu)是平面三角形C．鍵角為60°的分子，空間結(jié)構(gòu)可能是正四面體形D．鍵角為90°~109°28'之間的分子，空間結(jié)構(gòu)可能是V形四、提升小結(jié)分子結(jié)構(gòu)的測定方法常見分子結(jié)構(gòu)類型測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法質(zhì)譜：確定分子量，局部分子結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。紅外光譜：確定化學(xué)鍵的類型，識別特定基團(tuán)。紫外光譜：確定特定的結(jié)構(gòu)。核磁共振氫譜：利用核磁共振儀記錄下原子在共振下的有關(guān)信號繪制的圖譜。直線形分子：CO2、CS2、C2H2、BeCl2V形分子：H2O、H2S、SO2；平面三角形分子：BF3；平面形分子：C2H4、C6H6、CH2O；三角錐形分子：NH3、PH3；正四面體形分子：CH4、CCl4、CF4；五、自我檢測1、下列說法不正確的是()A．用燃燒分析法可確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)B．用質(zhì)譜圖可確定有機(jī)物的相對分子質(zhì)量C．紅外光譜圖能確定有機(jī)物分子中的官能團(tuán)D．核磁共振氫譜圖可確定分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子的種類和數(shù)目之比2、下列說法錯誤的是()A．核磁共振氫譜圖上可以推知有機(jī)物分子中有幾種不同類型的氫原子及它們的數(shù)目B．紅外光譜法是用高能電子流等轟擊樣品分子，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C．質(zhì)譜法具有快速、微量、精確的特點(diǎn)D．通過紅外光譜法可以測知有機(jī)物所含的官能團(tuán)3、下列分子的空間結(jié)構(gòu)模型正確的是()A．CO2的空間結(jié)構(gòu)模型：B．H2O的空間結(jié)構(gòu)模型：C．NH3的空間結(jié)構(gòu)模型：D．CH4的空間結(jié)構(gòu)模型：4、下列表示不正確的是()A．水分子的空間結(jié)構(gòu)模型：B．CO2的空間結(jié)構(gòu)模型：：C．BF3的空間結(jié)構(gòu)模型：D．P4O6的空間結(jié)構(gòu)模型：5、默寫填空（1）形分子：、、C2H2、BeCl2（2）形分子：、、SO2；（3）平面形分子：（4）形分子：、C6H6、CH2O；（5）形分子：NH3、（6）正四面體形分子：：、：、CF4；2.2.1分子結(jié)構(gòu)的測定與多樣性一、知識填空問題情境：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)律后進(jìn)行推測。科測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，如紅外光譜（本章）、晶體X射線衍射（下章）等。學(xué)習(xí)目標(biāo)一：不斷振動、平衡位置；能量、振動頻率、吸收峰、已有譜圖庫、量子化學(xué)計(jì)算、化學(xué)鍵、官能團(tuán)；羥基；正電荷、相對分子質(zhì)量；相對豐度、粒子的相對質(zhì)量與其電荷數(shù)之比、荷質(zhì)比；92學(xué)習(xí)目標(biāo)二：180°、直線形、105°、V形；平面三角形、107°、三角錐形；109°28′、正四面體形二、針對訓(xùn)練1、B解析：原子光譜是原子中的電子在不同能級軌道上躍遷時(shí)吸收或釋放能量所得到的光譜，紅外光譜不是原子光譜，屬于分子光譜。故選B．2、C解析：質(zhì)譜儀的基本原理是在質(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，C錯誤。故選C。3、B解析：鍵角為180°的分子，空間結(jié)構(gòu)是直線形，例如CO2是直線形分子，A正確；苯分子的鍵角為120°，但其空間結(jié)構(gòu)是平面正六邊形，B錯誤；白磷分子的鍵角為60°，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，C正確；水分子的鍵角為105°，空間結(jié)構(gòu)為V形，D正確。三、自我檢測1、A解析：A項(xiàng)，用燃燒分析法可確定有機(jī)物的分子式，故A錯誤；B項(xiàng)，用質(zhì)譜圖可確定有機(jī)物的相對分子質(zhì)量，故B正確；C項(xiàng)，紅外光譜圖能確定有機(jī)物中所含官能團(tuán)的種類，故C正確；D項(xiàng)，核磁共振氫譜中有幾個(gè)峰，有機(jī)物中就有幾種氫原子，核磁共振氫譜圖可確定分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子的種類和數(shù)目之比，故D正確；故選A。2、B解析：質(zhì)譜法是用高能電子流等轟擊樣品分子，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，故B錯誤。故選B。3、D解析：CO2的空間結(jié)構(gòu)為直線形，A不正確；H2O的空間結(jié)構(gòu)為V形，B不正確；NH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，C不正確；CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，D正確。故選D。4、B解析：A項(xiàng)，水中氧原子分別與兩個(gè)氫原子形成共價(jià)鍵，Ｏ的價(jià)層電子對數(shù)4，含有2個(gè)孤電子對，則水分子為V型結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)模型為，A正確；B項(xiàng)，CO2的空間結(jié)構(gòu)為直線型，中心C原子的半徑應(yīng)大于O原子半徑，B錯誤；C項(xiàng)，F(xiàn)3的空