作业帮甲烷分子中碳原子和氢原子是如何结合的
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/28 20:06:30
甲烷分子中碳原子和氢原子是如何结合的
甲烷分子中碳原子和氢原子是如何结合的
甲烷分子中碳原子和氢原子是如何结合的
通过共价键,sp3杂化
甲烷提供一个电子，氢提供一个电子，形成供用电子对
碳原子基态的电子构型是 1s22p22px12py1。按杂化轨道理论，在形成甲烷分子时，先从碳原子的2s轨道上激发一个电子到空的2pz轨道上去，这样就具有了四个各占据一个轨道的未成对的价电子，即形成的电子层结构（激发过程中所需要的能量约402kJ／mol可被成键后放出的键能所补偿）。然后碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道“杂化”，组成四个等能量的新的原子轨道——sp3杂化轨道，每一个杂化轨道含有&...
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碳原子基态的电子构型是 1s22p22px12py1。按杂化轨道理论，在形成甲烷分子时，先从碳原子的2s轨道上激发一个电子到空的2pz轨道上去，这样就具有了四个各占据一个轨道的未成对的价电子，即形成的电子层结构（激发过程中所需要的能量约402kJ／mol可被成键后放出的键能所补偿）。然后碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道“杂化”，组成四个等能量的新的原子轨道——sp3杂化轨道，每一个杂化轨道含有¼s成分。¾p成分。sp3杂化轨道是有方向性的，一头大，一头小。
四个sp3杂化轨道对称地排布在碳原子的周围，它们的对称轴（相当于四面体中心引向四个一顶点的四条直线）之间的夹角为109.5°，这样的排布可以使价电子尽可能彼此离得最远，相互之间排斥力最小。sp3杂化轨道的大头表示电子云偏向这一边，成键时重叠的程度就比不杂化的s轨道和p轨道都大，所以sp3杂化轨道所形成的键比较牢固。
当四个氢原子分别沿着sp3杂化轨道对称轴方向接近碳原子时，氢原子的1s轨道可以同碳原子的sp3杂化轨道进行最大程度的重叠，形成四个等同C—H键，因此甲烷分子，具有正四面体的空间结构。按正四面体计算，每个H－C－H键角应是109.5°。
甲烷分子中的碳氢键是沿着sp3杂化轨道对称轴方向发生轨道重叠而形成的，这种键的电子云分布具有圆柱形的轴对称，长轴在两个原子核的联接线上。凡是成健电子云对键轴呈圆柱形对称的键都称为σ键。以σ键相连接的两个原子可以相对旋转而不影响电子云的分布。
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甲烷分子中碳原子与氢原子以共价键结合。
以共价键相结合.