Домашние задания: Другие предметы

В чем особенность строения молекулы метана?

Лариса ******
Лариса ******
135
Строение метана
Электронная конфигурация основного состояния атома углерода ls22s2 2p2:

Можно было бы ожидать, что такой атом углерода будет образовывать с двумя атомами водорода соединение СН2. Но в метане углерод связан с четырьмя атомами водорода. Для того чтобы представить образование молекулы СН4, необходимо обратиться к его возбужденному электронному состоянию.

Теперь можно ожидать, что атом углерода образует четыре связи с атомами водорода, но эти связи неравноценны: три связи образованы с использованием р-орбиталей, одна - с использованием s-орбитали. Это противоречит известному факту: все связи в метане эквивалентны.

Далее проводят гибридизацию орбиталей. Математически рассчитаны различные комбинации одной s- и трех р-орбиталей. Гибридные орбитали с наибольшей степенью направленности ("лучшие" орбитали) в результате большего перекрывания дают связи (1) прочнее, чем не гибридизованные s- или р-орбитали. Четыре "лучшие" гибридные орбитали (2) эквивалентны. Они направлены к вершинам правильного тетраэдра, угол между двумя орбиталями 109,5о. Такая геометрия обеспечивает (3) минимальное отталкивание между ними.

Завершим картину построения молекулы метана: каждая из четырех sp3-орбиталей атома углерода перекрывается с 1s-орбиталью атома водорода. Образуются четыре  -связи.

Для максимального перекрывания sp3-орбиталей углерода и 1s-орбиталей водорода четыре водородных атома должны лежать на осях sр3-орбиталей. Следовательно, угол между двумя любыми связями С–Н равен 109,5о.

Экспериментальные данные подтверждают расчет: метан имеет тетраэдрическую структуру. Все связи углерод-водород имеют одинаковую длину 10,9·10-2 нм, угол между двумя любыми связями тетраэдрический и равен 109,5о. Для разрыва одной из связей в метане требуется 427·103 Дж/моль.

1.2. Строение метана
www.ru.>preview/3852725/page:2/
==========
1. Атом углерода в метане (как и в прочих органических соединениях) находится в возбуждённом состоянии 1S² 2S¹2P³ у него 4 неспаренных электрона и поэтому он проявляет валентность равную 4. В молекулах алканов (метана в том числе) атом углерода находится в состоянии SP³ гибридизации, у него 4 гибридных орбитали, направленные от центра тетраэдра к его вершинам.
2. Отсутствием кратных связей. Все связи простые, все σ, поэтому возможны только реакции замещения.
ИТ
Игорь Ткачёв
55 014
Лучший ответ
dic.academic.ru/dic.nsf/enc_colier/3043/МОЛЕКУЛ

тут посмотрите

Похожие вопросы