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甲烷的鍵角有多少度
甲烷的鍵角有多少度
更新时间:2025-04-02 19:51:38

甲烷的鍵角為109°28′是怎麼計算出來的?

甲烷的空間結構是正四面體,我們将過立體幾何求解,計算出甲烷的每個碳氫鍵之間的夾角是多少度?過程如下:

甲烷的鍵角有多少度(甲烷的鍵角為10928是怎麼計算出來的)1

正四面體ABCD

如圖:O點為正四面體ABCD的中心點,AO的延長線與平面BCD交于E點,E點即為△BCD的中點。

甲烷的鍵角有多少度(甲烷的鍵角為10928是怎麼計算出來的)2

先求BE

設:正四面體ABCD的棱長為a。

在△BCE中可得:BE=BC/2÷COS30°=√3 a /3

甲烷的鍵角有多少度(甲烷的鍵角為10928是怎麼計算出來的)3

求出AO、BO的長度

要求∠AOB的度數,即要求出AO(BO)的長度。

因為AB=a,BE=√3 a /3,在△ABE中根據勾股定理可得:AB²=AE² BE²,即AE=√6 a /3

設:AO=BO=X,在△BOE中根據勾股定理可得:BO²=BE² EO²,EO=AE-AO(X),即解得X =√6 a /4

即AO=BO=√6 a /4

甲烷的鍵角有多少度(甲烷的鍵角為10928是怎麼計算出來的)4

通過餘弦定理求解

因為AO=BO=√6 a /4,AB=a,要求∠AOB,根據餘弦定理:

COS∠AOB=(AO² BO²-AB²)/(2AO×BO)

即COS∠AOB=〔2×(√6 a /4)²-a²〕/2×(√6 a /4)²=-1 /3

即∠AOB的餘弦值為-1 /3

即∠AOB=109°28′

即甲烷的鍵角為109°28′

#高中數學# #高中化學# #立體幾何# #甲烷# #分子式#

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