键焓及其共价型物质的热化学性质 切化学反应实际上都是原子或原子团的重新排列和组合, 反应的全过程就是旧键的断裂和新键的形成。断裂旧键需要消 耗能量以克服原子间的引力,形成新键则由于原子间的相互吸 引而放出能量。因此,从本质上讲,出现反应热的根本原因就 是由于破坏旧键和形成新键过程中所发生的能量变化。 一键离解能(给)和键能(给)的定义 能是指内能,它与焓在定义上有本质的差别。焓等于内能 加上体积功,H=U+pV,但在一般情况下,如lol的气态物 质,由于pV=nRT=1×8.314×298×10-3=2.48 kJ.mol-1,所 以对于实验化学家来说,尽管能与焓在定义上有本质的差别, 但其数据是混淆使用的
键焓及其共价型物质的热化学性质 一切化学反应实际上都是原子或原子团的重新排列和组合, 反应的全过程就是旧键的断裂和新键的形成。断裂旧键需要消 耗能量以克服原子间的引力,形成新键则由于原子间的相互吸 引而放出能量。因此,从本质上讲,出现反应热的根本原因就 是由于破坏旧键和形成新键过程中所发生的能量变化。 一 键离解能(焓)和键能(焓)的定义 能是指内能,它与焓在定义上有本质的差别。焓等于内能 加上体积功,H=U+pV,但在一般情况下,如1mol的气态物 质,由于pV=nRT=1×8.314×298×10-3=2.48 kJ·mol-1 ,所 以对于实验化学家来说,尽管能与焓在定义上有本质的差别, 但其数据是混淆使用的
键离解能(焓)定义为反应中断裂1ol某特定键时的能量变 化,条件是反应物和产物都是理想气体,1个标准态压力和 298K。如 H-CH,(g)一CH3(g十H(g断了其中一个C-H键, △p1Hm=432 kJ.mol-1 在这个过程中包括了断键、空间重新排布的过程。因为甲 烷是四面体结构,而甲基自由基却近似为平面状,与甲烷断裂 一个C一H键相比,从甲基、次甲基、亚甲基上相继断裂一个C 一H键所消耗的能量分别为 H-CH2→CH2+H, △D2Hm=471 kJ.mol-1 H-CH→CH+H, △p3Hm=422 kJmol-1 H-C →C+H, △p4Hm=339 kJ.moli-1 可见键离解能(焓)在相当的程度上取决于周围的环境。在 不同的分子或原子团中同种键的键离解能(焓)是不同的
键离解能(焓)定义为反应中断裂1 mol某特定键时的能量变 化,条件是反应物和产物都是理想气体,1个标准态压力和 298K。如 H-CH3 (g) CH3·(g)+H·(g) 断了其中一个C-H键, △D1Hm =432 kJ·mol-1 在这个过程中包括了断键、空间重新排布的过程。因为甲 烷是四面体结构,而甲基自由基却近似为平面状,与甲烷断裂 一个C-H键相比,从甲基、次甲基、亚甲基上相继断裂一个C -H键所消耗的能量分别为 H-CH2 CH2+H, △D2Hm =471 kJ·mol-1 H-CH CH+H, △D3Hm =422 kJ·mol-1 H-C C+H, △D4Hm =339 kJ·mol-1 可见键离解能(焓)在相当的程度上取决于周围的环境。在 不同的分子或原子团中同种键的键离解能(焓)是不同的
键能(焓)是指某种键在各种化合物中该键的离解能(焓)的统 计平均值,记作:U,或△H,它反映了不同分子中同一种键的 共性并忽略他们之间的个性。如 C-H, △Hm(C-H=416 kJ.mol-1 O-H, ApH(O-H)=463.5 kJ.mol-1 对多原子分子来说,键能(焓)与键离解能(焓)是有区别的。 其一,各级解离能并不完全相同,但同一种键的键能为定值。 其二,当分子被拆成两部分,其中任意一部分内有键或电子 发生重排引起能量变化时,解离能是各种能量效应的综合结果, 并不仅代表键能。例如 ocs(g) CO(g)+S(g) ApHm(OC=S)=310 kJ-mol-1 ocs(g) O(g)+CS(g) ApH (O=CS)=130 kJ.mol-1 这两个离解能数据远比对应的键能U,(C=S)578 kJ.mol-) 和U(C=O)(708kJol-)小得多,原因是反应物中的C=O和C =S双键在产物中转变成了C=O和C=S三键
对多原子分子来说, 键能(焓)与键离解能(焓)是有区别的。 其一, 各级解离能并不完全相同, 但同一种键的键能为定值。 其二, 当分子被拆成两部分, 其中任意一部分内有键或电子 发生重排引起能量变化时, 解离能是各种能量效应的综合结果, 并不仅代表键能。例如 OCS(g) CO(g)+S(g) △DHm (OC=S)=310 kJ·mol-1 OCS(g) O(g)+CS(g) △DHm (O=CS)=130 kJ·mol-1 这两个离解能数据远比对应的键能Ub (C=S)(578 kJ·mol-1 ) 和Ub (C=O)(708 kJ·mol-1 )小得多,原因是反应物中的C=O和C =S双键在产物中转变成了C≡O和C≡S三键。 键能(焓)是指某种键在各种化合物中该键的离解能(焓)的统 计平均值,记作:Ub或△bHm,它反映了不同分子中同一种键的 共性并忽略他们之间的个性。如 C-H, △bHm (C-H)=416 kJ·mol-1 O-H, △bHm (O-H)=463.5 kJ·mol-1
因此,键能(焓)是各种化合物中特定键的离解能(焓)的统计 平均值,是计算出来的,不是实验结果。在某个分子中,断裂 该键实际所耗的能量应该是键离解能(焓),其数值与该键处于 什么分子和什么样的周围环境有关,这样的数据难以得到。因 而在热力学计算中,往往是用键能(焓)值代替键离解能(焓),其 结果可能使得计算的热力学量并不十分可靠。 键能(焓)的大小体现了键的牢固程度,键焓越大,含有该 键的分子就越稳定。一些键的键能(焓)值在一般的教科书中都 被列出以供选用,对于双原子分子,同学们可直接由气体分子 的原子化焓求出
因此,键能(焓)是各种化合物中特定键的离解能(焓)的统计 平均值,是计算出来的,不是实验结果。在某个分子中,断裂 该键实际所耗的能量应该是键离解能(焓),其数值与该键处于 什么分子和什么样的周围环境有关,这样的数据难以得到。因 而在热力学计算中,往往是用键能(焓)值代替键离解能(焓),其 结果可能使得计算的热力学量并不十分可靠。 键能(焓)的大小体现了键的牢固程度,键焓越大,含有该 键的分子就越稳定。一些键的键能(焓)值在一般的教科书中都 被列出以供选用,对于双原子分子,同学们可直接由气体分子 的原子化焓求出
三化合物酸/碱性的热力学讨论 化合物的酸/碱性在无机化学中是一个重要的课题,它包 括: 1多元酸的分步电离 2同族非金属元素氧化物的酸性递变 3同周期非金属元素氢化物的酸性递变 4简单氧化物的酸碱性 下面选两个问题来讨论,实际上是代表了两种方法。 1利用现有的热力学数据直接计算: 2建立玻恩一哈伯热化学循环,通过其它热力学量来计算
三 化合物酸/碱性的热力学讨论 化合物的酸/碱性在无机化学中是一个重要的课题,它包 括: 1 多元酸的分步电离 2 同族非金属元素氧化物的酸性递变 3 同周期非金属元素氢化物的酸性递变 4 简单氧化物的酸碱性 下面选两个问题来讨论,实际上是代表了两种方法。 1 利用现有的热力学数据直接计算; 2 建立玻恩—哈伯热化学循环,通过其它热力学量来计算