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化学
有机化学中甲烷的键角是多少
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  • 白冰教育知识
    已解决
    2024-01-19 15:14
    有机化学中甲烷的键角是多少急求答案,帮忙回答下问题补充:
    有机化学中甲烷的键角是多少急求答案,帮忙回答下
    解决时间 2025-12-26 22:27
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  • 2024-01-19 15:14
  • 甲烷的键角是109.5°。

    该值可以通过实验测量或使用理论计算方法得出。实验方法:

    1. 使用X射线晶体学技术测定甲烷分子的结构,通过分析晶体中甲烷分子间的相互作用来确定甲烷的键角。

    2. 使用核磁共振技术测定甲烷分子的结构,通过观察甲烷中碳-氢键的取向来确定键角。理论方法:

    1. 使用量子化学计算方法,如密度泛函理论(DFT)或哈特里-福克方法(HF),可以通过解释甲烷分子中电子密度的分布来估计键角。

    2. 使用分子力场、力场参数或分子力学方法,通过计算甲烷分子中原子之间的相互作用力来估计键角。

    3. 使用分子轨道理论,通过计算甲烷分子的分子轨道和能级来估计键角。需要注意的是,实验方法得到的键角通常更可靠,而理论方法得到的键角则取决于所采用的计算方法和相应的近似。

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  • 1楼
    2025-12-26 22:27

    甲烷键角为109°28’,具体方法步骤如下:

    设两个H原子之间的距离为a,C原子到任意三个氢原子形成的三角形的距离为d,这个三角形的中心为A。

    所以面个三角形的面积为S=(√3/4)a^2,三角形上H原子到中心的距离为(√3/3)a;

    所以这个正四面体的高为h=√(1-1/3)a=√6/3a;

    所以由体积相等:V=1/3×(√3/4)a^2x(√6/3)a=4/3d×(√3/4)a^2;

    所以d=(√6/12)a;

    所以C原子到H原子的距离为:D=(√6/4)a;

    所以等腰△CHH顶角C的余弦满足:

    [(√6/4)a]^2+[(√6/4)a]^2-2[(√6/4)a]^2cosC=a^2;

    所以:cosC=-1/3,C=109°28';

    这就是甲烷键角的全部过程。

  • 2楼
    2024-01-19 15:14

    甲烷(CH4)是一个四面体分子,其中碳原子位于中心,四个氢原子位于四个顶点。甲烷的键角是109.5度。这个值可以通过分子几何形状的理论推导得出,称为VSEPR理论(分子的电子对排斥理论)。

    根据VSEPR理论,甲烷的四个氢原子周围形成四个等效的电子对,它们之间的排斥力使得氢原子之间的键角尽量保持最大的距离,最终形成109.5度的键角。

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