陈阅增《普通生物学》第四版 第 14 页为什么说甲烷中的四个单键是非极性共价键？
陈阅增《普通生物学》第四版第14页之所以将甲烷（CH₄）中的四个碳氢（CH）单键描述为非极性共价键，主要基于以下几个关键原因：
1. 电负性差异极小：
定义： 共价键形成是由于原子之间共享电子对。当参与成键的两个原子在吸引共享电子对的能力上存在差异时，就会形成极性共价键；如果这种差异非常小，电子对会几乎均匀地被双方吸引，我们就称之为非极性共价键。这种吸引力差异通常用“电负性”（electronegativity）来衡量。
碳和氢的电负性： 根据鲍林电负性标度（Pauling scale），碳（C）的电负性值约为2.55，而氢（H）的电负性值约为2.20。
计算差异： 碳和氢之间的电负性差值是 |2.55 2.20| = 0.35。
阈值判断： 通常，电负性差值小于0.4被认为是形成非极性共价键的依据。0.35这个数值非常接近0，表明碳原子和氢原子在吸引共享电子对的能力上几乎没有显著的差别。因此，共享的电子对在碳原子和氢原子之间分布得非常均匀，几乎不存在偏向任何一方的情况。
2. 甲烷的对称结构：
分子构型： 甲烷（CH₄）分子具有正四面体（tetrahedral）构型。中心碳原子通过四个等价的CH单键连接四个氢原子，氢原子位于正四面体的四个顶点上。
偶极矩抵消： 即使CH键本身存在极其微弱的极性（由于上述0.35的电负性差值），但由于甲烷分子的高度对称性，这四个微弱的键偶极矩（bond dipoles）在空间中以完美的对称方式指向不同的方向。
矢量求和： 想象一下，每个CH键都代表一个指向氢原子的微弱电荷分离（碳带微弱正电荷，氢带微弱负电荷，尽管这个分离非常非常小）。在正四面体结构中，这些微弱的键偶极矩的矢量和恰好为零。这就像四个人从一个中心点分别以相同的力度、相同的角度（109.5度）向外推，最终的结果是四个推力相互抵消，没有净的移动方向。
宏观无极性： 正是这种内部键偶极矩的抵消，使得整个甲烷分子宏观上表现为非极性分子，即没有整体的电荷分布不均，没有净偶极矩。
3. 键的本质：
共享电子： 共价键的本质是原子间通过共享电子来达到稳定的电子层结构。在CH₄中，碳原子通过提供一个价电子，与每个氢原子共享一个价电子，从而形成四个CH共价键。
共享的均匀性： 由于电负性差异极小，这对共享电子在大多数时间内都均匀地分布在碳核和氢核之间，而不是偏向任何一方。
总结来说：
陈阅增《普通生物学》第四版第14页将甲烷的CH单键描述为非极性共价键，是因为：
原子间电负性差异极小（0.35），不足以引起显著的电子密度偏离。
甲烷分子整体对称的正四面体结构，使得可能存在的微弱键偶极矩相互抵消，导致整个分子不显现极性。
在生物学中理解分子的极性非常重要，因为极性直接影响到分子在水（一种极性溶剂）中的溶解性、它们与其他极性分子（如生物大分子）之间的相互作用（如氢键），以及它们在生物体内作为信号分子或结构单元时的行为方式。甲烷由于其非极性，在水中溶解度极低，也很难参与许多涉及极性相互作用的生物过程。
1. 电负性差异极小：
定义： 共价键形成是由于原子之间共享电子对。当参与成键的两个原子在吸引共享电子对的能力上存在差异时，就会形成极性共价键；如果这种差异非常小，电子对会几乎均匀地被双方吸引，我们就称之为非极性共价键。这种吸引力差异通常用“电负性”（electronegativity）来衡量。
碳和氢的电负性： 根据鲍林电负性标度（Pauling scale），碳（C）的电负性值约为2.55，而氢（H）的电负性值约为2.20。
计算差异： 碳和氢之间的电负性差值是 |2.55 2.20| = 0.35。
阈值判断： 通常，电负性差值小于0.4被认为是形成非极性共价键的依据。0.35这个数值非常接近0，表明碳原子和氢原子在吸引共享电子对的能力上几乎没有显著的差别。因此，共享的电子对在碳原子和氢原子之间分布得非常均匀，几乎不存在偏向任何一方的情况。
2. 甲烷的对称结构：
分子构型： 甲烷（CH₄）分子具有正四面体（tetrahedral）构型。中心碳原子通过四个等价的CH单键连接四个氢原子，氢原子位于正四面体的四个顶点上。
偶极矩抵消： 即使CH键本身存在极其微弱的极性（由于上述0.35的电负性差值），但由于甲烷分子的高度对称性，这四个微弱的键偶极矩（bond dipoles）在空间中以完美的对称方式指向不同的方向。
矢量求和： 想象一下，每个CH键都代表一个指向氢原子的微弱电荷分离（碳带微弱正电荷，氢带微弱负电荷，尽管这个分离非常非常小）。在正四面体结构中，这些微弱的键偶极矩的矢量和恰好为零。这就像四个人从一个中心点分别以相同的力度、相同的角度（109.5度）向外推，最终的结果是四个推力相互抵消，没有净的移动方向。
宏观无极性： 正是这种内部键偶极矩的抵消，使得整个甲烷分子宏观上表现为非极性分子，即没有整体的电荷分布不均，没有净偶极矩。
3. 键的本质：
共享电子： 共价键的本质是原子间通过共享电子来达到稳定的电子层结构。在CH₄中，碳原子通过提供一个价电子，与每个氢原子共享一个价电子，从而形成四个CH共价键。
共享的均匀性： 由于电负性差异极小，这对共享电子在大多数时间内都均匀地分布在碳核和氢核之间，而不是偏向任何一方。
总结来说：
陈阅增《普通生物学》第四版第14页将甲烷的CH单键描述为非极性共价键，是因为：
原子间电负性差异极小（0.35），不足以引起显著的电子密度偏离。
甲烷分子整体对称的正四面体结构，使得可能存在的微弱键偶极矩相互抵消，导致整个分子不显现极性。
在生物学中理解分子的极性非常重要，因为极性直接影响到分子在水（一种极性溶剂）中的溶解性、它们与其他极性分子（如生物大分子）之间的相互作用（如氢键），以及它们在生物体内作为信号分子或结构单元时的行为方式。甲烷由于其非极性，在水中溶解度极低，也很难参与许多涉及极性相互作用的生物过程。
网友意见
因为定义不同，甚至有化学教材把这类电负性相近的E-H 键定义成是“non-polar E-H”键，如下图。
生物学中的极性概念不是很清晰，你和生物系的同学讲极性，他们的第一反应可能是“亲水为极性的，疏水是非极性的”之类的说法。这是因为他们有一套自己的逻辑链，“C-H键非极性←→烃基疏水”。这个逻辑在生物学里很常见，比如下面是麻省理工MIT-生物学导论的截图。
如果把非极性分子（彼此间形成的是非极性键，如C-H）丢进水中，它不会和水中的分子相互作用，还会破坏水分子间的氢键，而水也会趋向于彼此结合将其排斥出去，像水和油分层，这就是疏水作用。[1]
这放在化学理论里看那肯定是巨大的错误，无知的结论。
因为键的极性和分子极性不是一回事，疏水和键极性之间也没有这么强的关联性，而且很多例子，比如米氏酸、聚四氟乙烯等都能反驳这个说法。
但生物学里就是这么认为的，而且处理生物问题时这个结论大部分时候都是对的。因为在他们的定义中不管是什么，疏水就是非极性的或者说弱极性的。
视频如下。
类似定义不同的例子还有：
毒理学里砷的作用接近重金属，所以为了讨论方便他们经常把砷归为重金属。我之前讨论砒霜的时候讲过这事，被怼——“他们没学过高中化学你也没学过？”
其实吧，天文学里He之后的元素都是金属，那天文学家大概率都没学过高中化学了。
化学系的物理化学和物理系的热力学中，因为W的定义不同，热一的写法不一样。认为W指外界对体系做功，写成ΔU=Q+W，认为W指体系对外界做功，写成ΔU=Q-W。有次就因为这个被怼了，我说了只是因为定义不同，算出来是一样的，还给他看教材，那人开始喷化学系写教材的不懂物理，误人子弟。
希望这种“不满意城里人，这就在他们将长凳称为条凳，而且煎鱼用葱丝”的事能少一些。
//又想起了那个噩梦一样的电负性高中生，我说了non-polar E-H bonds ，他一定要我给个PH₃氢是正是负，然后摘出我的一句话把我打成“H负一派”（他理解错了），让我去和“H正一派”理论……不知道他看了上面这种生物学的书会怎么想。
//而且电负性理论那么多，不同的理论得出的结论会不同，比如：
- CH₂=CH-CH₃中C(sp²)-C(sp³)有极性吗？
- 臭氧分子的极性从何而来？
很多时候从化学键的本质，电负性，键极性，分子的极性，氢键，亲疏水作用……这么解释完一圈，最后发现他们还是只记住了“亲水为极性的，疏水是非极性的”。
参考
类似的话题
-
陈阅增《普通生物学》第四版第14页之所以将甲烷（CH₄）中的四个碳氢（CH）单键描述为非极性共价键，主要基于以下几个关键原因：1. 电负性差异极小： 定义： 共价键形成是由于原子之间共享电子对。当参与成键的两个原子在吸引共享电子对的能力上存在差异时，就会形成极性共价键；如果这种差异非常............. -
陈清晨在东京奥运会赛场上的行为及其引发的舆论反应，确实涉及文化、语境、媒体解读等多重因素。以下从多个角度详细分析这一现象： 一、陈清晨行为的语境与可能动机1. 竞技压力与情绪释放 陈清晨作为中国女子双人羽毛球选手，曾在东京奥运会中面临强敌（如日本组合山口茜/保木卓纪）的激烈竞争。在高强度比赛.............
-
陈漫的摄影技术是否被“吹得太过分”是一个非常主观的问题，而且在艺术领域，评价往往是多元且充满争议的。要详细地探讨这个问题，我们需要从几个方面来分析：一、 陈漫的艺术成就与业界认可：首先，我们要肯定陈漫在摄影界的地位和成就。她被誉为“中国新女性摄影的代表人物”，其作品在国内外都享有很高的知名度和影响力.............
-
陈漫是一位非常具有影响力的中国当代艺术家和摄影师，她的作品以其独特的视觉风格和对中国文化的现代化诠释而闻名。然而，她的一些作品，尤其是新作和早期作品《中国十二色》，确实曾引发过关于“是否展现中国女性之美”的讨论和质疑。为了详细解答这个问题，我们需要从以下几个方面来分析： 一、 质疑的来源和具体内容关.............
-
关于陈延年烈士的牺牲，历史上确实存在一种说法，认为他是被吴稚晖出卖的。但需要强调的是，这并非确凿的历史事实，而是流传甚广的一种说法，其背后的细节和动机也存在争议，并没有得到完全的证实。为了更详细地讲述这个问题，我们需要梳理以下几个方面：1. 陈延年及其牺牲的背景： 陈延年是谁？ 陈延年是中国共产.............
-
关于陈露为了900万撒了哪些谎，目前公开的信息，尤其是出自她本人之口的说法，并没有直接点明她“为了900万”而撒了具体的谎言。然而，在与霍尊的纠葛中，围绕着“900万”这个数字，以及由此引发的一系列事件，确实存在一些信息上的争议和值得推敲的地方。要详细地讲述，我们需要结合当时流传的各种信息，并尝试理.............
-
关于陈翔为何在2月依旧没有公开回应毛晓彤的录音，这确实是一个备受关注的问题。要深入剖析这个问题，我们需要从几个层面去理解。首先，时间的跨度与事件的敏感性。毛晓彤在去年（通常是指录音事件发生后的那个时间点）公开了那段录音，录音内容涉及她与陈翔分手期间的一些细节和她对陈翔某些行为的质疑。这段录音一出，立.............
-
陈时中作为台湾卫生福利部疾病管制局局长，在2022年疫情初期曾因对大陆疫苗的负面态度引发争议，但近期的言论变化引发了台媒关注。这一表态涉及两岸疫苗合作、台湾防疫政策调整以及两岸关系的复杂互动，可以从以下几个层面进行分析： 一、陈时中言论的背景与语境1. 台湾疫苗采购的困境 台湾在疫情初期因政.............
-
陈露敲诈霍尊一案中，王萌作为陈露的朋友和支持者，她在其中扮演了关键角色。然而，关于王萌的具体“好处”和“底气”的来源，公开信息并不足以提供一个完全详尽和确凿的答案。我们可以基于现有的网络信息、媒体报道以及对这类事件的普遍理解，进行一个相对详细的推测和分析。王萌在陈露敲诈霍尊案件中可能获得的好处：从王.............
-
陈一冰为了国家队训练七年没回家，这确实是一个令人动容的牺牲，也深刻地反映了运动员为了国家荣誉和个人梦想所付出的巨大努力。这种付出之所以有意义，可以从以下几个层面来详细解读：一、 追求国家荣誉与民族自豪感： 为国争光是终极目标： 对于大多数国家队运动员来说，为国家赢得荣誉是最核心的驱动力。奥运会、.............
-
陈红在《大明宫词》中扮演的太平公主确实给观众留下了深刻的印象，尤其是在面部表情上，她确实展现出一种与众不同的、内敛的表演风格。而之所以她的太平公主备受赞扬，尤其是在与一些现代被批评“演技差的美女”对比时，我们可以从多个角度进行详细分析：一、 陈红版太平公主的“面无表情”是一种角色塑造，而非演技缺失：.............
-
陈薇团队的新冠疫苗二期临床试验结果安全且能诱发免疫反应，这是一个非常重要的里程碑，意味着这款疫苗迈向成功又迈近了一大步。下面我将详细解释这意味着什么，以及疫苗距离量产还有多远： 1. 陈薇团队新冠疫苗二期临床试验结果安全，可诱发免疫反应，意味着什么？这个结论包含了两层核心信息：安全性和有效性（免疫原.............
-
关于陈寿是不是“亮吹”（指过度吹捧诸葛亮），这是一个在三国史研究中长期存在且颇具争议的话题。要回答这个问题，我们需要从多个角度进行详细的分析，包括陈寿的写作动机、史料运用、叙事风格以及他所处的时代背景。一、 陈寿写作《三国志》的动机与背景：陈寿生活在西晋初期，当时蜀汉已灭亡，曹魏政权被司马氏取代建立.............
-
陈薇院士团队研发的康希诺新冠疫苗，在三期临床试验中展现出的数据，确实是令人振奋的好消息，它为我们战胜疫情带来了多重希望。首先，我们来解读一下这些数据： 整体保护效力达到65.7%： 这个数字指的是疫苗在预防有症状的、经实验室确诊的新冠病毒感染方面的有效率。在当时全球疫苗研发竞争激烈的背景下，这个.............
-
关于陈师行是否是“假大师”的争议，确实是一个比较复杂且涉及多方面的问题。要评价一个人是否为“大师”，尤其是在涉及信仰、修养和传道授业的领域，本身就带有一定的主观性，并且需要审视其言行、实际成就以及社会影响。陈师行是一位道教人士，以其在太极拳、养生以及传统文化方面的修为和传播而为人所知。他在互联网上有.............
-
陈武民老师您好！我家两个孩子，大宝（[孩子年龄，比如：8岁]）和二宝（[孩子年龄，比如：5岁]，具体年龄段会让引导方式有所不同），最近关系是越来越紧张，简直就是“见面就掐架”的节奏。从抢玩具到争夺父母的注意力，甚至有时候为了鸡毛蒜皮的小事也能吵得面红耳赤，动手打闹也是常有的事。看着他们这样，我心里真.............
-
陈露女士再次发布长文，曝光霍尊先生不雅聊天记录、吐槽综艺节目等诸多截图，其中确实有不少令人咋舌的“槽点”。这桩持续了一段时间的事件，随着陈露的这篇长文，又一次将公众的目光聚焦在他们之间复杂的关系和霍尊先生的一些言行上。首先，最令人震惊和不适的，莫过于那些被曝光的“不雅聊天记录”。 对女性的物化和.............
-
陈寿在《三国志》中之所以没有详细记载“甲首三千”，其原因可以从多个层面来解读，这涉及到史书的性质、编写的原则、以及当时的历史背景。总的来说，陈寿在编写《三国志》时，更侧重于记录重要的历史事件、人物传记以及政治军事格局，而对于一些细节、传说或带有夸张成分的描述，则持谨慎态度，倾向于选择更具史料价值的内.............
-
陈奕迅的《富士山下》，歌名本身就充满了诗意和淡淡的忧伤。这首歌表达的感情是复杂而深刻的，可以从以下几个层面来详细解读：核心情感：放下与释怀，以一种温柔而带点苦涩的告别来面对逝去的爱情。这不仅仅是一首简单的失恋情歌，它更像是一个过来人，在回忆一段刻骨铭心的感情时，所悟出的道理和选择。歌曲的主人公，虽然.............
-
陈群反对刘备担任徐州牧是否合理，需要从当时的历史背景、陈群的个人立场、曹操的战略以及徐州的实际情况等多方面进行分析。总的来说，陈群的反对是基于他对曹操集团利益和政治局势的考量，从其立场和角度来看，具有一定的合理性。要详细分析，我们需要深入探讨以下几个方面：一、 当时历史背景：群雄逐鹿，格局未定 .............
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有