题目

CH4键长键角相等能不能证明是正四面体结构?
是否只有正四面体一种排列才符合键长键角相等？
平面四边形对角线是个180的键角不符合。
如果不能证明，请帮我找到键长键角相等单不是正四面体的排列方法。

提问时间：2020-12-12

答案

首先回答第一个问题
对于CH4来说,其C原子为sp3杂化,即四个sp3轨道能量完全相同,因此在分子CH4中四个H原子距C的距离都是一模一样的,而四个H原子之间的排斥也是相同的,要满足这两个条件的分子的构型只能是正四面体了.
第二个问题
如果像CH4这种五个原子形成的分子,四个键能完全相同的话,形成的分子只能是正四面体,如果是四个原子,比如NH3,其三个N-H键能完全相同,则分子就是一个正三角形的样子.
其实判断分子的空间构型只要根据一个原则就行了：每个原子都要最舒服的呆着,它们不喜欢过于拥挤或者过于疏离,它们所追寻的是一种能量的最低状态,也就是说引力和斥力之和最小.