甲烷分子式以碳原子爲中心的正四面體結構,而不是正方形的平面結構,理由爲什麼是————

題目：

甲烷分子式以碳原子爲中心的正四面體結構,而不是正方形的平面結構,理由爲什麼是————
製冷劑氟利昂-12(CF2CL2)只有一種空間結構?

解答：

理由啊?靜電平衡啊,甲烷的四個碳氫鍵是完全相同的,它們帶的電性、電量都相同,連幾何尺寸也是相同的,對於其中一個碳氫鍵來講,它受到其它三個碳氫鍵的作用力與其它任意一個碳氫鍵的受力都是一樣的,於是就出現了平衡狀態.也就是四面體結構.
另外,甲烷分子裡,各個原子其實也在做微弱的振動,這個振動是簡諧的,始終都在平衡位置左右振動.
你可以想想一下,如果是正方形的話,雖然表面上看起來是可以達到平衡,但是如果考慮到這樣的振動的話,或許在某一個時刻,其中的有一個碳氫鍵就會受到一個垂直於正方形平面的力,這個力就會推著這些碳氫鍵向著更穩定的狀態過度,最終達到正四面體結構.至於這個力的由來,你可以看成是因爲振動使得爲止偏離,庫侖斥力方向不再屬於正方形平面,由此分出一個垂直於平面的分力……
氟利昂-12確實只有一種空間結構.因爲碳原子SP&sup3雜化後,四個sp&sup3雜化軌道是完全等效的,或者你可以自己畫一個正四面體來看,它的四個角,兩兩相鄰,如果他們的排列方式是正方形的,那麼兩個Cl原子的位置有相鄰和相間的區分,有兩種結構；但是,氟利昂-12是以正四面體的構型,無論你怎麼排,兩個Cl原子都是相鄰的,不會出現相間的狀態,所以,只有一種空間結構!