If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Если вы используете веб-фильтр, пожалуйста, убедитесь, что домены *.kastatic.org и *.kasandbox.org разблокированы.

Основное содержание
Текущее время:0:00Общая продолжительность:5:06

Доказательство угловых мер тетраэдричской связи

Транскрипция к видео

и так давайте посмотрим что у нас здесь изображена слева это точечная структура льюиса для метана ch4 в предыдущем видео мы выяснили что центральный атом углерода является sp3 гибридизированным это значит что атомы водорода вокруг него образуют форму правильного тетраэдра по такой схеме сложно представить тетраэдрическую структуру молекулы поэтому я специально справа изобразил схематично в объеме если бы мы хотели представить 4 гранит от райдера то мы бы смогли получить первую грань соединяя эти атомы водорода следующим образом еще одна грань будет проходить через вот эти вершины чтобы построить оставшиеся грани я соединю данный атом водорода с атомом расположенным здесь таким образом мы получили четыре грани тетраэдра следующий наш вопрос касается угла связи чему равен угол связи в данной молекуле оказывается что угол связи составляет 109 с половиной градусов то же касается и оставшихся углов другими словами какие бы два атома водорода мы бы не взяли величина угла будет равна 100 девяти с половиной градусов поэтому говорят что угол pre sp3 связи составляет 109 с половиной градусов доказательства этого утверждения показали мне два моих ученика энтони гриппа эндрю фостер они представили достаточно простой способ доказать что угол между sp3 гибридизирован ими связи мира углерода составляет 109,5 градуса в двух словах они предложили взять этот тот райдер и поместить его на оси x y z в центр поместили атом углерода далее для того чтобы получить тот raider они выбрали произвольные четыре точки которые должны удовлетворять двум условиям во-первых каждая выбранная точка должна быть равноудалена от других трех точек а во-вторых каждая точка которую мы выбираем для наших атомов водорода должна быть равноудалена от начала координат то есть от центрального атома углерода если вам удалось удовлетворить этим двум критериям то мы получим вершины ted райдера итак у нас есть тот raider привязанный к осям x и y и z давайте выберем для тетраэдра одну точку пусть те координаты равны квадратный корень из 2 эта x-координата единицы y-координата и 0 это z координата вторую . давайте отметим так чтобы оно лежало в той же плоскости x y что и первая . и следовательно координаты для этой точки будут следующие отрицательный квадратный корень из 2 единица и 0 теперь возьмем вот эту точку ее координаты следующие 0 минус 1 и квадратный корень из 2 и наконец вот это самая дальняя точка будет иметь координаты ноль минус 1 и минус квадратный корень из 2 и так я повторяю вы можете выбрать любые точки удовлетворяющие двум перечисленным критериям и ориентация молекул и таким образом позволяет нам найти вот этот угол между связями мы пока не знаем чему он равен но можем найти величины вот этих углов и так назовем этот угол тета мне известно что это расстояние x равно положительному квадратному корню из 2 теперь мы поднимаемся на одну единицу по оси y и на 0 по оси z и так я могу узнать чему равна ты-то зная что тангенс этого угла равен отношению противолежащего катета к прилежащему в данном треугольнике противолежащий катет равен единице а прилежащий равен квадратному корню из 2 теперь чтобы найти ты-то все что мне нужно сделать это вычислить арктангенс данного отношения сторон посчитаем арктангенс от единицы деленной на квадратный корень из 2 получается 35,26 градуса и так я нашел вот этот угол следовательно и этот угол также равен 35,26 градусов такой же угол будет здесь если я хочу найти величину угла между связями там не поможет тот факт что сумма вот этих трех углов равна 180 градусам поскольку все они находятся в одной плоскости таким образом чтобы найти угол между связями все что мне нужно сделать это из 180 градусов вычесть 2 раза по 35,26 градуса и в итоге получится сто девять с половиной я хотел бы еще раз поблагодарить моих студентов за это изящное доказательства спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим