键长及键能对材料性能的影响

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摘要 您好,键长及键能能决定材料性能的稳定性。
咨询记录 · 回答于2022-03-17
键长及键能对材料性能的影响
您好,键长及键能能决定材料性能的稳定性。
键长键能决定键的牢固性,一般来说,键长越短,键能越大则键越牢固,分子越稳定。键角决定分子的空间构型。
以下为您提供详细解答:
化学键能: 指1.01*10^5Pa和25摄氏度下(常温常压下),将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需要的能量(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。
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。
键能的数值通常用该温度下该反应的标准摩尔反应焓变表示,如不指明温度,应为298.15K。
而另外一个名词 键长: 是物理学术语之一,指两个成键原子A和B的平衡核间距离。是了解分子结构的基本构型参数,也是了解化学键强弱和性质的参数。
键长的定义为 形成共价键两原子核间的平均距离
对于由相同的A和B两个原子组成的化学键:键长值小,键强;键的数目多,键长值小。在实际的分子中,由于受共轭效应、空间阻碍效应和相邻基团电负性的影响,同一种化学键键长还有一定差异。由大量的键长值可以推引出成键原子的原子半径;反之,利用原子半径的加和值可得这种化学键的典型键长。若再考虑两个原子电负性差异的大小予以适当校正,和实际测定制会符合得很好。各种分子中键长的数值,大量地已通过晶体的X射线衍射法予以测定;为数较少的简单的气态分子和X-H键长已通过光谱法和中子衍射法测出。
另外化学键的键长与如下因素有关:1、原子半径:原子半径越小,化学键越短;核心重要的因素;2、化学键的数目:两原子间成键数量越多,键越短;很重要的因素;3、其它原子的诱导效应:引入吸电子的原子或原子团,会使化学键变短;引入供电子原子或原子团,会使化学键变长。很次要的因素。如C-O < C-Cl Cl是第三周期元素,O第二周期元素,前者半径大于后者;再如C-O > C=O再如F3C-Cl < H3C-Cl;虽然同为C-Cl键,但前者环境吸电子能力强于后者。
键长是了解分子结构的基本构型参数,也是了解化学键强弱和性质的参数。
以下为您提供:键能与键长的关系
键长越短则键越牢固,所以键能越大。键能一般和键长成反比。一般来说键能大,破坏该键就困难,物质就稳定。但是也不是绝对的,例如乙烷中的碳碳键的键能比乙烯中碳碳键键能小,但是乙烷却更稳定。
1.随着键长的增加:键能减少,成键原子间的结合力减小. 2.随着键能的增加:键长减小,成键原子间的结合力增加. 以上关系(包括以下关系)没有一个是线形,即没有一个成比例关系. 还有就是,键序(即单键或者双键或者三键)对键长和键能也会产生影响,其关系为: 随着键序的增加:键长减小,键能增加,成键原子间结合力增加物质的稳定性可以分热力学稳定性和动力学稳定性两种。 能量越低越稳定就是指热力学稳定性。但是能量高的物质也可以存在,因为反应能否发生则取决于该物质的动力学稳定性。 例如,高山上的水库中的水相对于平地水沟中的水,从热力学角度前者是不稳定的,但是水库中的水由于闸门的阻挡,该“反应”却没有发生,因此从动力学角度前者又是稳定的。键能一般和键长成反比。一般来说键能大,破坏该键就困难,物质就稳定。但是也不是绝对的,例如乙烷中的碳碳键的键能比乙烯中碳碳键键能小,但是乙烷却更稳定。
综上所述,键长及键能能决定材料性能的稳定性。
拓展资料:键角
键角是分子中键和键之间的夹角,也是共价键的参数之一,它是反映分子空间几何结构的重要因素。
例如H2O分子中两个H-O键的夹角为104.5°,CO2分子中两个C=O键间的夹角为180°。键长和键角决定分子的空间构型。H2O和CO2同是三原子分子,但H2O分子是V形而CO2分子是直线形。NH3分子中三个 N-H键的键长相等,两个 N—H键之间的夹角为 107°18′,NH3分子呈三角锥形。又如CH4分子,四个C—H键的键长相等,C—H键之间的夹角均为109°28′,CH4分子是正四面体形。周期表中,同族非金属元素的氢化物或卤化物,组成相似,分子结构相同,例如第ⅣA族元素形成的CH4、CCl4、SiH4、SiF4等,它们的分子均是正四面体结构。又如氧族的氢化物H2O、H2S、H2Se等,它们的分子均是V形结构。
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