这就是电子对互斥理论,CH4中都是C-H单键,键与键之间的排斥力一样,所以是正四面体的109.5度。而其他两个分子均有未成键的孤对电子,孤对电子间的排斥力>孤对电子对化学键的排斥力>化学键间的排斥力,所以可以理解为由于孤对电子的排斥,键角要小于没有孤对电子排斥的CH4的键角。而孤对电子越多,排斥力越大,所以键角顺序为H2O
在NH3中,N原子采用sp3杂化,其中三个杂化轨道与H原子相接,存在一个孤对电子,而正是这孤对电子的存在,对其他三个电子云有排斥作用,导致键角减小,在H2O中,这样的孤对电子有两个,排斥作用更加强烈,所以H2O的键角比NH3还小。
对不起 只在书上找到了NH3的
在形成NH3分子的过程中,N原子的一个2s轨道与3个p轨道采用sp3杂化。但在形成的4个sp3杂化轨道中,其中有1个sp3杂化轨道占据孤对电子,其余3个sp3杂化轨道各占据单电子,故N原子的sp3杂化是不等性杂化。当3个含有单电子的sp3杂化轨道各与1个H原子的1s轨道重叠,就会形成3个sp3-s的sigama键。由于N原子中有一对孤对电子不参与成键,其电子云密集与N原子周围,它对成键电子对产生排斥作用,使N-H键的夹角被压缩至107 18'(小于109 28) 所以NH3分子的空间构型呈三角锥形。
NH3分子中中心原子价层电子对数=3+1/2(5-3)=4,有一对孤电子对。CH4分子中中心价层电子对数=4,没有孤电子对。孤对电子-成键电子对的排斥力>成键电子对-成键电子对的排斥力。因此NH3分子的键角比CH4分子的键角小。