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键能、生成热、晶体结合能与电负性数据及计算方法

(2020-03-22 09:13:14)
标签:

电负性、键能、生成热

键能数据和计算方法

键能、生成热晶体结合能与电负性数据及计算方法

键能是从能量角度衡量化学键强弱的物理量。参照库仑定律:F=k*(q1*q2)/r^2,键能应与电负性和成键电子数有关。

一.  单质键能与电负性

      电负性、单质键能数据和键能计算方法 

      一.单质键能与电负性 

     X/n为横坐标,以E为纵坐标作图(或回归分析)。价电子同构有线性关系。

单质键能与电负性的关系可用下式近似表示: 

Y=16.93*a+186.3*X/n    

a:原子p(杂化)、d轨道成键轨道数4,常数为67.7。(原子S轨道成键轨道数1,常数为16.93。)

x:张永和电负性相应价值(zh主族取最高价的、副族取平均价的值3)

n:元素主量子数

Y:单质键能

第二周期的元素原子半径小,参与成键的原子中又有孤对电子,

其排斥作用抵消了部分键能,所以单键键能会反常地小。

(109-200*X/n )*CH

CH:参与成键孤对电子数(FON1,其它为0

Y=16.93*a+186.3*X/n +(109-200*X/n )*CH

     二.键能与Δ                                                                 

鲍林计算分子中原子之间键能的公式可以表示为:                                 

   EA-B=( EA+EB)^1/2+(XA-XB)2                                                   

    其中:  EA-B      A-B 的键能

            EA EB     AB元素单质的键能

            XA XB  AB元素的电负性

                      是常数                                                 

     如果  Δ E= EA-B   ( EA+EB)^( 1/2)

ΔX =  | XA-XB                                             

 以ΔX 为横坐标,以(ΔE)1/2为纵坐标作图。(或回归分析)从图中可见价电子同构时

有线性关系。

 ΔE=(1.8*D+3.72*e*Δx)^2                                             

E=(EA*EB)^(1/2)+(1.85*D+3.54* e, *X)^2   ………2

 ΔX :电负性之差

D:7减电负性较小元素周期表的类数

e,:偏移电子数。共价键2-离子键1

 

. 生成热与电负性

在标准状态即压力为100kPa,一定温度(一般是298.15K)下时,由元素最稳定的单质生成生成1mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓(standard enthalpy of formation)。别称:标准摩尔生成热。电负性应与生成热有关。下表是以上式计算方法计算所得:

晶体的结合能就是将自由的原子结合成晶体时所释放的能量。

 

注:

1.元素周期表中族元素、许多无机非金属材料和聚合物都是共价键结合。共价晶体的共同特点是配位数服从8N法则,大小为原子的价电子数,这就是说结构中每个原子都有8N个最近邻的原子。

 

 

配位数8,一个原子处于立方体的中心,角上八个原子与中心原子紧靠的金属有钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、α-铁(α-Fe,     K

配位数,12具有这种晶格的金属有镁(Mg)、镉(Cd)、锌(Zn)、铍(Be)等。

余瑞璜在鲍林的金属电子理论基础上,发展了一个固体与分子经验电子理论。

假定1在固体与分子中,每个原子一般由两种原子状态杂化而成。这两个状态将叫做h态和t态,其中至少有一个在基态或靠近基态的激发态。两个状态都有它们自己的共价电子数nc晶格电子nl和单键半距R( l )。(成键电纸数可以是分数)


2.
晶体场d轨道稳定化能

d轨道不是处在全满或全空时,d电子分裂轨道后的总能量低于分裂前轨道的总能量。这个总能量的降低值,称为晶体场稳定化能。此能量越大,配合物越稳定。

主量子数4时,稳定化能 =60*d(1)

主量子数5时,稳定化能在d轨半排满前=120*d  半排满后=100*8-d,

主量子数6时,稳定化能在d轨半排满前=167*d,半排满后=100*8-d,

 d分裂后低能量轨道成键电子数,最多6个。

d, : 分裂后能量轨道成键电子数,最多4

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