Прочность увеличивается с уменьшением длины связи

Энергия связи

Важное значение имеет энергетическая характеристика химической связи. При образовании химической связи общая энергия системы (молекулы) меньше энергии составных частей (атомов), т.е. Е(AB)<Е(А)+Е(B).

Энергия связи – это энергия, которая выделяется при образовании молекулы из атомов. Энергию связи обычно выражают в кДж/моль (или ккал/моль). Это одна из важнейших характеристик химической связи. Более устойчива та система, которая содержит меньше энергии. Известно, например, что атомы водорода стремятся объединиться в молекулу. Это означает, что система, состоящая из молекул Н₂ содержит меньше энергии, чем система, состоящая из такого же числа атомов Н, но не объединенных в молекулы.

Для двухатомных молекул энергия связи равна энергии диссоциации. Для многоатомных молекул с одним типом связи средняя энергия связи равна 1/n части распада молекулы на атомы. Энергия распада метана на атомы равна

1649 кДж/моль. В молекуле метана имеются четыре равноценные связи С-Н поэтому средняя энергия такой связи равна

Ес-н = 1649/4 = 412 кДж/моль. При последовательном отрыве атомов водорода меняется ядерная и электронная конфигурация системы и следовательно изменение энергии взаимодействия атомов, входящих в молекулу. Так, последовательный отрыв водорода от метана связан с затратой энергии равной соответственно 427, 368, 519 и

335 кДж/моль. Однако для любого вещества среднее арифметическое значение энергии отрыва совпадает со средней энергией связи. Ес-н = (427 + 368 + 519 +335)/4 = 412 кДж/моль.

Таблица 5 Длина и энергия разрыва связей

	d пм	E кДж/моль		d пм	E кДж/моль
C-H			C=O
C-F			O-H
C-Cl			O-O
C-Br			S-H
C-I			N-H
C-C			As-H
C=C
C≡C

При переходе от одинарной связи двойной и тройной (между одними и теми же атомами) энергия связи возрастает, однако связь укрепляется непропорцианально увеличению её кратности.

Таблица 5 показывает:а)закономерное изменение энергии для однотипных связей(C-F>C-Cl>C-Br>C-I),

б)что длина связи уменьшается с возрастанием порядка или кратности связи, а

Металлическая связь возникает в результате частичной делокализации валентных электронов, которые достаточно свободно движутся в решетке металлов, электростатически взаимодействуя с положительно заряженными ионами. Силы связи не локализованы и не направлены, а делокализированные электроны обусловливают высокую тепло- и электропроводность.

Химическая связь в твердых телах. Свойства твердых веществ определяются природой частиц, занимающих узлы кристаллической решетки и типом взаимодействия между ними.

Твердые аргон и метан образуют атомные и молекулярные кристаллы соответственно. Поскольку силы между атомами и молекулами в этих решетках относятся к типу слабых ван-дер-ваальсовых, такие вещества плавятся при довольно низких температурах. Большая часть веществ, которые при комнатной температуре находятся в жидком и газообразном состоянии, при низких температурах образуют молекулярные кристаллы.

Температуры плавления ионных кристаллов выше, чем атомных и молекулярных, поскольку электростатические силы, действующие между ионами, намного превышают слабые ван-дер-ваальсовы силы. Ионные соединения более твердые и хрупкие. Такие кристаллы образуются элементами с сильно различающимися электроотрицательностями (например, галогениды щелочных металлов). Ионные кристаллы, содержащие многоатомные ионы, имеют более низкие температуры плавления; так для NaCl t_пл. = 801 °C, а для NaNO₃ t_пл = 306,5 °C.

Дата добавления: 2014-01-04