最常见的就是甲烷的四个C-H键的键角了。我们提到甲烷是正四面体结构,C原子在这个正四面体的中心(数学上讲叫正四面体外接球球心),这是这种物质的结构性质。我们可以利用解三角形或者空间向量求一下「正四面体外接球球心与两顶点连线的夹角」,解出来这个夹角的余弦值是-1/3,通过求反三角函数得到夹角是109°28'16″(其实也是个近似值,后边还好多位),一般有人直接舍成109°28′或者说109.5°。
其实如果提到这个值的来源,科学家当然不会想我们这样吭哧吭哧算,他们可能会利用精密仪器进行测量,得到我们所知的结论。至于为什么这俩数近似相等,可以回顾一下初中的度分秒的换算,其进率是60,即1°=60′,1′=60″,所以就有109°28′≈109.5°(109°30')啦。
H2O分子中两个H-O键的夹角为104.5°,
CO2分子中两个C=O键间的夹角为180°,乙炔分子键角也是180度。
NH3分子中三个 N-H键的键长相等,两个 N—H键之间的夹角为 107°18′,NH3分子呈三角锥形。
CH4分子,四个C—H键的键长相等,C—H键之间的夹角均为109°28′,CH4分子是正四面体形。周期表中,同族非金属元素的氢化物或卤化物,组成相似,分子结构相同,例如第ⅣA族元素形成的CH4、CCl4、SiH4、SiF4等,它们的分子均是正四面体结构。
又如氧族的氢化物H2O、H2S、H2Se等,它们的分子均是V形结构。
还有BF3、BCl3、SO3……键角120°只能是平面三角形(正三角),就是三角形顶点各有一个原子,中心原子处于三角形的重心 ,
例如正六边形的每个内角都是120度,苯的结构就是正六边形。
乙烯分子结构是平面型,键角为120度。
应该不是。109.30分才等于109.5度,可能是四舍五入之后的结果