题目
关于分子 (H)_2(C)=(CH)-(CH)-(C)equiv(C)-(H) 中字母标记的碳氢键长度的判断,正确的是A. a > b > cB. a > c > bC. b > a > cD. b > c > a
关于分子 $\text{H}_2\text{C}=\text{CH}-\text{CH}-\text{C}\equiv\text{C}-\text{H}$ 中字母标记的碳氢键长度的判断,正确的是
A. a > b > c
B. a > c > b
C. b > a > c
D. b > c > a
题目解答
答案
C. b > a > c
解析
本题考查的知识点是碳原子杂化类型与碳氢键长度的关系。解题思路是先确定分子中标记碳原子的杂化类型,再根据杂化类型中$s$轨道成分的多少来判断碳氢键的长短。
步骤一:确定各标记碳原子的杂化类型
- 对于标记为$a$的碳原子,它与两个氢原子和一个碳原子通过双键相连。根据杂化轨道理论,当碳原子形成一个双键和两个单键时,其杂化方式为$sp^{2}$杂化。
- 对于标记为$b$的碳原子,它与一个氢原子和两个碳原子通过单键相连。当碳原子形成四个单键时,其杂化方式为$sp^{3}$杂化。
- 对于标记为$c$的碳原子,它与一个氢原子和一个碳原子通过三键相连。当碳原子形成一个三键和一个单键时,其杂化方式为$sp$杂化。
步骤二:分析杂化类型与键长的关系
杂化轨道中$s$轨道成分越多,电子云越靠近原子核,形成的化学键越短。
- $sp$杂化中$s$轨道成分占$\frac{1}{2}$,$p$轨道成分占$\frac{1}{2}$。
- $sp^{2}$杂化中$s$轨道成分占$\frac{1}{3}$,$p$轨道成分占$\frac{2}{3}$。
- $sp^{3}$杂化中$s$轨道成分占$\frac{1}{4}$,$p$轨道成分占$\frac{3}{4}$。
所以$sp$杂化中$s$轨道成分最多,$sp^{3}$杂化中$s$轨道成分最少。
步骤三:比较碳氢键的长度
- 碳氢键$C_{a}-H$是$sp^{2}$杂化碳原子形成的,其键长次短。
- 碳氢键$C_{b}-H$是$sp^{3}$杂化碳原子形成的,其键长最长。
- 碳氢键$C_{c}-H$是$sp$杂化碳原子形成的,其键长最短。
因此,碳氢键的长度顺序为$b > a > c$。