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メタンについて

問題の解答で励起状態の炭素が水素と結合してメタンを作ると4個のC-H結合の角度が等しいこと,結合の性質が等しいことが説明できない。 と書いてあったのですがどのような状態だと説明できるのですか?

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回答No.1

多分、sp3混成軌道のことでしょう。 炭素の基底状態の電子配置は (1s)2 (2s)2 (2px)1 (2py)1 です。 励起状態として (1s)2 (2s)1 (2px)1 (2py)1 (2pz)1 を考えると、 炭素の2pxと水素の1sによる共有結合のC-Hと 炭素の2pyと水素の1sによる共有結合のC-Hの成す角は90°になります。 同様にして、H-C-Hの角度が90°のところが3ヶ所出来、残りは別の角度になってしまいます。 別の励起状態(例えば(1s)2 (2s)1 (2px)1 (2py)1 (3s)1)でも、 p軌道を使っている限り、H-C-Hの角度が90°のところが出てきます。 H-C-Hの角度が90°が出てこないようにするためには、(2s)(2px)(2py)(2pz)による、sp3混成軌道を作るしかありません。

maya817
質問者

お礼

遅くなりました!!丁寧なお答えありがとうがざいます。もう一度spとかについて復習します。

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