有机化学中甲烷的键角是多少

2024-01-19 15:14:24 296次

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有机化学中甲烷的键角是多少急求答案，帮忙回答下

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2024-01-19 15:14:24

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。

安娜老师

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2024-01-19 15:14:24

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。

安娜老师

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2024-01-19 15:14:24

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。