メタンについて

質問

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？

回答No.1

パんだ パンだ（@Josquin） · ベストアンサー

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。

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。