问题标题:
【分子化学能和键能有什么联系,为什么分子具备能量越多越活泼,而键能越大越稳定.化学能的定义是什么.】
问题描述:
分子化学能和键能有什么联系,为什么分子具备能量越多越活泼,而键能越大越稳定.
化学能的定义是什么.
沈国强回答:
化学能是宏观概念,单个的分子没有化学能的概念.对一个分子只能说分子的动能、分子内部各原子间的相互作用能.对于分子而言,“能量越低越稳定”这句话中的能量就是指分子内部原子间的相互作用能.另外化学能并非是一种物质自身的能量,不能说诸如“相同质量的汽油的化学能比酒精大或比酒精小”,详见后文补充.对于宏观物质,“能量越低越稳定”中的能量大致是指物质内部的总能量,即内能,不过不同具体情况下,还可以指物质的吉布斯自由能或亥姆赫兹自由能,中学生对此无需仔细区别.
“能量越低越稳定”意味着至少要有两个可比较的对象,只有一种物质或分子是无所谓“越低”,“越稳定”的.被比较的物质或分子必须具有相同的元素或原子组成,否则无法比较.例如水和氢气(或H2O分子和H2分子)就无法比较,既不能说水比氢气稳定也不能说氢气比水稳定.我们可以比较的是例如1个H2分子和2个氢原子,2个H2O分子和2个H2分子加1个O2分子,金刚石和石墨,等等.我们通常可以说氢分子比氢原子稳定,水比形成水的氢气和氧气稳定(或水的分解产物氢气和氧气不及水稳定),金刚石不及石墨稳定,等等.
对于一个分子,其内部原子间的相互作用能是个负值.例如两个孤立的氢原子相互接近到成键距离时,二者间形成化学键(即原子间强烈的引力作用),相互作用能由零变成负值(原先没有相互作用,相互作用能为零),从而能量降低,多余的能量被释放出来,这个被释放的能量就是键能.因此键能就是相互作用能的绝对值.键能越大,即意味着分子内部原子间相互作用能越负(即通常所说分子能量越低),分子越稳定.
补充:化学能是化学反应中释放出来的能量,这个能量可以被看做是反应前(暂时)储存在反应物系统中的能量,反应后被释放出来.汽油不燃烧是谈不上有化学能的,燃烧释放的能量称为反应物系统(汽油+助燃剂)的化学能.化学能等于产物中所有化学键的总键能-反应物总键能(或反应物总的原子间相互作用能-产物总的原子间相互作用能).
如有不明欢迎追问.
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