键能和键长

每个化学反应都与 焓的变化有关，这有助于 确定反应过程中是否释放 或需要能量。可以使用平均键能 来估算这种焓变。打破 1 摩尔气体化合物中 特定键所需的能量称为键能，以千焦每摩尔表示。这种能量取决于键合原子的类型 和共享电子对的数量。键能通常表示为不同化合物中 相同键的键能的平均值。平均键能可用于 确定化学反应 是放热的还是吸热的。以乙烯和溴反应生成 1, 2-二溴乙烷为例。最初，碳双键和溴单键 断裂—此过程需要能量输入，这会增加原子的潜在能量。因此，键断裂是吸热过程，其焓发生正变化。随后，碳原子和溴原子之间 形成新的键，生成产物。通过减小潜在能量，键的形成增加了分子的稳定性。因此，键的形成是放热过程，导致焓的负变化。根据赫斯定律，反应物和产物的 焓变变化之和等于 反应的总焓变。反应物的焓变是断裂的键的 焓的总和, 而产物的焓变是 形成的新键的焓的总和。因此，1, 2-二溴乙烷的生成，焓为 255 千焦每摩尔，是一个吸热反应。除了键焓以外，键和 键合原子的类型也会影响键长，键长是两个键合原子的原子核之间的 平均距离。以两个氮原子之间和两个碳原子之间 形成的不同键为例。具有多重键（如三键）的原子，更紧密地结合在一起，导致键更短、更强。因此，分子更稳定，解离需要更高的能量。一般情况下，键强度与键长 成反比，但也有例外。