1. 혼성화 :
* 탄소는 외부 껍질에 4 개의 원자가 전자를 가지고 있습니다 (2s² 2p²).
* 탄소가 4 개의 수소 원자, 1 개의 궤도 및 3 개의 2p 궤도와 결합하여 4 개의 동등한 SP³ 하이브리드 궤도를 형성 할 때.
*이 Sp³ 궤도는 탄소 원자 주변의 사면체 형상으로 배열됩니다.
2. 전자 쌍 사이의 반발 :
* 메탄의 4 개의 sp³ 하이브리드 궤도는 각각 단일 전자를 함유합니다.
*이 전자는 C-H 결합의 전자와 함께 서로를 격퇴하여 그들 사이의 최대 분리를 초래합니다.
* 사면체 배열은 이러한 반발을 최소화하여 가장 안정적인 구성을 초래합니다.
3. VSEPR 이론 :
* 원자가 쉘 전자 쌍 반발 (VSEPR) 이론은 중앙 원자 주위의 전자 쌍 사이의 반발에 기초한 분자의 형태를 예측한다.
* 메탄의 경우, 중심 탄소 원자에는 4 개의 전자 쌍 (1 개의 고독 쌍 및 3 개의 결합 쌍)이 있습니다.
* VSEPR 이론에 따르면, 4 개의 전자 쌍이 반발을 최소화하기 위해 사면형 모양으로 배열됩니다.
4. 실험적 증거 :
* 메탄의 사면체 기하학은 X- 선 회절 및 전자 회절과 같은 기술을 통해 실험적으로 확인되었다.
요약하면, 메탄의 사면체 구조는 탄소의 궤도의 혼성화, 전자 쌍 사이의 반발 및 VSEPR 이론의 결과입니다. 이 지오메트리는 전자 간의 최대 분리를 보장하여 분자에 대한 가장 안정적인 구성을 초래합니다.
