В молекуле метана атомы углерода находятся в состоянии гибридизации: а) sp б) sp² в) sp³ г) sp

Правильный ответ: в) sp³-гибридизация.

В молекуле метана (CH₄) атом углерода находится в состоянии sp³-гибридизации.

Объяснение:

Гибридизация — это процесс смешивания атомных орбиталей, в результате которого образуются новые, одинаковые по энергии и форме гибридные орбитали.

Атом углерода в молекуле метана образует четыре одинарные ковалентные связи с четырьмя атомами водорода.

При образовании молекулы метана происходит следующее:

1. Одна 2s-орбиталь и три 2p-орбитали атома углерода участвуют в гибридизации.

2. В результате образуются четыре одинаковые sp³-гибридные орбитали.

3. Каждая из этих орбиталей перекрывается с 1s-орбиталью атома водорода, образуя ковалентную σ-связь (сигма-связь).

4. Четыре связи C–H направлены к вершинам правильного тетраэдра.

Основные характеристики молекулы метана (CH₄):

• Тип гибридизации углерода — sp³.

• Количество гибридных орбиталей — 4.

• Количество σ-связей — 4.

• Пространственная форма молекулы — тетраэдрическая.

• Валентный угол H–C–H — приблизительно 109,5°.

Для сравнения, sp-гибридизация характерна для атомов углерода в молекуле ацетилена (C₂H₂), а sp²-гибридизация — для атомов углерода в молекуле этилена (C₂H₄).

Таким образом, правильный вариант — в) sp³, поскольку атом углерода в метане образует четыре равноценные одинарные связи с атомами водорода, расположенные в пространстве тетраэдрически.