2-4键能
严格地说,上面对价键的讨论是指理想状况,即所有的原子核都静止地处于平衡位置上,这种状况即使在绝对零度时也不会存在,因为那时它们仍保持有零点振动能。在101.3kPa,298K条件下,断开1molAB(理想气体,标准状态)为A、B(理想气体,标准状态)时过程的焓变,称为AB键的键能(严格地叫标准键离解能)。
AB(g)→A(g)+B(g) ΔH298º(AB)
对于双原子分子,键能就等于键的离解能D,其大小等于标准状态下,气态原子生成气态分子的能量,而符号相反。
A(g)+B(g)→AB(g) ΔH298º
D =ΔH298º(AB)=–ΔH298º
计算方法:
可由标准生成热的数据,根据盖斯定律计算求得:
AB(g)→A(g)+B(g) ΔH298º(AB)
ΔH298º(AB)=ΔfHmº(A)+ΔfHmº(B)-ΔfHmº(AB)
例1 H2→2H(g)
D(H-H)=ΔH298º(H2)= ΔfHmº(H)+ΔfHmº(H)-ΔfHmº(H2)
=218+218-0=436(kJ·mol-1)
例2 计算HCl的键能
1/2H2 (g)+1/2Cl2 (g) →HCl(g)
ΔfHº=∑(破坏化学键所需能量)-∑(形成化学键所放能量)
ΔfHº(HCl)=[1/2D(H-H)+1/2D(Cl-Cl)]-D(H-Cl)
D(H-Cl)=1/2D(H-H)+1/2D(Cl-Cl)-ΔfHº(HCl)
∵1/2D(H-H)=218 kJ·mol-1
1/2D(Cl-Cl)=124 kJ·mol-1
ΔfHθ(HCl)=92.5 kJ·mol-1
∴D(H-Cl)=218+124-(-92.5)
=435 kJ·mol-1
实验发现,多原子分子总的离解能可以很准确地表示为各个键的平均键能之和,而且特定元素之间键的离解能值在不同分子中变化不大。这是一个值得注意的经验事实,因为一个分子的电子能量明显地取决于它的大小和形状。