键能

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化学键能指1.01*10^5Pa和25摄氏度下(常温常压下),节式脱细杀几将1mol理想气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需要的能量或A和B合成理想气体分子所放出的能量(单位为KJ·mol)键能越大,化学键越牢固,含有该键的分子越稳定。

  • 中文名 键能
  • 外文名 Bond Energy
  • 名词类型 能量
  • 名词领域 化学
  • 作用 反映分子稳定性

含义

来自  在自然界中能量的形式360百科多种多样,如光能、热能、电能、机械职活能和化学能等。在生命体系中,只有化学能可以被直接作为用来做功的能源,而其他形式的能量则是起激发生物体做功的作用。例如,它们可以分别激发动物的平衡感觉、视觉、温觉、痛觉和味觉等。提供给生物体做功的化学能,可以来自因水解等化学反应而造成生物分子化学键断裂产生的能量,也可以来自因离子浓度梯度变化而得到的能量。

  对生物体来说,储藏在化学键中的能量是一种重要的自由。所谓自由能,就是能够用来做功的能量。食物中的自由能有相当一部分是以热的形式散发出去,这些热不能再被用来做功。不管怎么说,所有形式的能量最终都要转化为热能,因此能量的测度通常采用热的单位,如千焦(kJ)、千卡(kcal)。生物屋知措分子中化学键能的大小与许多因素有关,其中主要的因素是被键连接在一起的原子间电负性差异(如表)。具信所知杂仍余起决良故有较小键能的键容易成供银调条资视正其合被破坏,即这种键本身较弱、较不稳定。在每一生物化学反应中都以ΔG0'表示特定的标准自由能变化,"+"号表示能量并未丧失而是储藏在产物中,"-"号表示能量从反应系统中释放出来。

  键能是表征化学键强度的物理量,可以用键断裂时所需的能量大小来衡量。在101.3kPa和298K下,将1构视里mol气态分子AB断裂成理想尼一气态原子所吸收的能量叫做AB的离解能(KJ·mol),常用符号D(A-B)表示。即:振叶AB(g)─→A(g)+ B(g)

  在多原子分子中断裂气态分子中的某一个键所需的能量叫做分子中这个键的离解能。例如:

  NH3(g)= NH2(g)+ H(g) D1 = 435kJ·mol

  NH2(g)= NH(g)+ H(g) D2= 397kJ·mol

  NH(g)= N(g)+ 防抓误H(g) D3= 339kJ·mol

  NH3分子中虽然有三个等价的N-H键,但先输做原香酸后拆开它们所需的能量是不同的。所谓键能(Bond Energy)通常是指在101.3KPa和298K下将叶钱口受田子1mol气态分子拆开成气态原子时,每个键所需能量的平均值,键能用E表示。显然对双原子分子来说,键能等于离解能,例如,298.1龙龙服5K时,H的键能E(H-H)=D(H-H)=436kJ·mol;而对于多原子分子来说,键能和离解能是不同的。例如NH分子中N-H键的键能应是三个N-H键离解能多极利海费步喜渐际图百的平均值:

  E(N-H)=(D1+D2+D3)/3=1171/3=391kJ·mol

  键能通常通过热化学方法或光谱化学实验测定离解能得到,我们常用键能表示某种键的强弱。

  (注:键能大小并不能被把起协议充日族字和露志用于表示物质能量多少,而只表示物质与达到活泼态时自由能之差)

  由键能求焓变公式:ΔH=反应物的下现总键能-生成物的病石传饭影安组住委总键能

  键能与物质本身的关系:键能越大,本身能量周交慢乙胞抗换故触药房就越低,键能越小,本身能量越高。做为反应物的物质,在反应过程中需要吸热,产生上述原因是因为:能量低,本身结构稳定,需要吸收更多的热量,键能大。能量高,本身结构不稳定,需要吸收的热量低,键能小。

  键能是化学键形成时放出的能量或化学键断裂时吸收的能量,可用来标志化学键的强度。它的数值是这样确定的:对于能够用定域键结构满意地描述的分子,所有各键的键能之和等于这一分子的原子化能。键能是从定域键的相对独立性中抽象出来的一个概念,它的定义中隐含着不同分子中同一类型化学键的键能相同的假定。实验证明,这个假定在一定范围内近似成立。例如,假定C─C和C─H键的键能分别是346和411千焦/摩,则算出来的饱和烃的原子化能只有2%的偏差。

  通常给出的键能数值实际上是键焓而非键能,而且常常是298K时的值而不是0K时的值。但是这种差别不大,一般不必加以区别。

  常用的另一个量度化学键强度的物理量是键离解能,它是使指定的一个化学键断裂时需要的能量。由于产物的几何构型和电子状态在逐步改变时伴随有能量变化,除双原子分子外,键离解能不同于键能。例如,依次断开 CH4的四个 C─H键的键离解能分别是425、470、415、335千焦/摩,它们的平均值才等于C─H键的键能(411千焦/摩)。

键能表

  化 学 键

  键 长

  /(10^-12m)

  键 能

  /(kJ/mol)

  化 学 键

  键 长

  /(10^-12m)

  键 能

  /(kJ/mol)

  B-F

  -

  644

  N-H

  101

  391

  B-O

  -

  515

  N-N

  145

  159

  Br-Br

  229

  193

  N═N

  125

  456

  C-B

  156

  393

  N≡N

  110

  946

  C-Br

  194

  276

  N-O

  146

  230

  C-C

  154

  332

  N═O

  114

  607

  C═C

  134

  611

  Na-Br

  250

  367

  C≡C

  120

  837

  Na-Cl

  236

  412

  C-Cl

  177

  328

  Na-F

  193

  519

  C-F

  138

  485

  Na-H

  189

  186

  C-H

  109

  414

  Na-I

  271

  304

  C-I

  214

  240

  O-H

  98

  463

  C-N

  148

  305

  O-O

  148

  146

  C═N

  135

  615

  O═O

  120

  496

  C≡N

  116

  891

  P-Br

  220

  272

  C-O

  143

  326

  P-Cl

  203

  331

  C═O

  120

  728

  P-H

  142

  322

  C═O(CO2)

  -

  803

  P-O

  163

  410

  C-P

  187

  305

  P═O

  138

  585

  C-S

  182

  272

  P-P

  -

  213

  C═S

  156

  536

  Pb-O

  192

  382

  C═S(CS2)

  -

  577

  Pb-S

  239

  346

  C-Si

  186

  347

  Rb-Br

  294

  381

  Cl-Cl

  199

  243

  Rb-Cl

  279

  428

  Cs-I

  337

  337

  Rb-F

  227

  494

  F-F

  140

  153

  Rb-I

  318

  319

  H-H

  75

  436

  S-H

  135

  339

  H-Br

  142

  366

  S-O

  -

  364

  H-Cl

  127

  431

  S═O

  143

  -

  H-F

  92

  565

  S-S

  207

  268

  H-I

  161

  298

  S═S

  189

  -

  I-I

  266

  151

  Se-H

  147

  314

  K-Br

  282

  380

  Se-Se

  232

  -

  K-Cl

  267

  433

  Se═Se

  215

  -

  K-F

  217

  498

  Si-Cl

  -

  360

  K-I

  305

  325

  Si-F

  -

  552

  Li-Cl

  202

  469

  Si-H

  -

  377

  Li-H

  239

  238

  Si-O

  -

  460

  Li-I

  238

  345

  Si-Si

  -

  176

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