问题
填空题
甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成,其空间构型为一个各条棱都相等的四面体,四个氢原子分别位于该四面体的四个顶点上,碳原子位于该四面体的中心,它与每个氢原子的距离都是a,若将碳原子和氢原子均视为一个点,则任意两个氢原子之间的距离为______.
答案
显然,四面体的四个顶点在以中心(碳原子)为球心,中心到各顶点(氢原子)的距离为半径的球面上,
如图,将此正四面体ABCD补成正方体BD′,
其中A′、B′、D′也在球面上,
设任意两个氢原子之间的距离为x,则2a=BD′.
BD′、AB(x)、AA′之间的关系是x=AB=
AA′,2a=BD'=2
AA′,3
因此
x=2 2
a,∴x=2 3 3
a,即碳原子到各个氢原子的距离2 6 3
a.2 6 3
故答案为:
a2 6 3