Почему в молекуле метана угол между связями С-Н равен 109,5°, а в молекуле аммиака угол Н-N-H составляет 107°?

У метана и аммиака разное число электронных пар вокруг центрального атома, а именно это и определяет угол между связями.

В молекуле метана CH₄ у атома углерода есть четыре одинаковые электронные пары, все они — связывающие. По теории отталкивания электронных пар валентной оболочки они располагаются как можно дальше друг от друга, то есть в вершинах тетраэдра. Поэтому угол H–C–H равен 109,5° — это тетраэдрический угол.

В молекуле аммиака NH₃ у атома азота тоже четыре электронные области: три связывающие пары (три связи N–H) и одна неподелённая пара. Геометрия электронных пар тоже близка к тетраэдрической, но неподелённая пара отталкивает сильнее, чем связывающая. Она занимает больше пространства, чем общая электронная пара в связи, поэтому «сжимает» три связи N–H друг к другу.

Из-за этого идеальный тетраэдрический угол уменьшается:

• у CH₄: 109,5°

• у NH₃: 107°

То есть угол в аммиаке меньше именно потому, что у азота есть одна неподелённая электронная пара, которая усиливает отталкивание и уменьшает угол между связями.