键能和键解离焓的区别


化学键是将原子结合在分子或化合物中的吸引力。化学键的强度由断裂键所需的能量决定。这种能量通常以键能或键解离焓来衡量。虽然这两个术语看起来相似,但它们之间存在一些关键差异。

什么是键能?

键能是指断裂分子或化合物中特定键所需的能量。它是分离两个键合在一起的原子所需的能量。键能以千焦每摩尔 (kJ/mol) 或电子伏特 (eV) 为单位测量。键能始终为正值,因为断裂键需要能量。

特定键的键能会根据所涉及的分子或化合物而变化。例如,乙烷 (C2H6) 中 C-C 键的键能与甲烷 (CH4) 中 C-C 键的键能不同,因为键合环境不同。此外,键能通常在气相中测量,其中分子不受分子间力的影响。

什么是键解离焓?

键解离焓 (BDE) 是断裂一摩尔分子或化合物中所有特定类型键所需的能量,这涉及断裂分子中相同类型原子之间的所有键。BDE 以千焦每摩尔 (kJ/mol) 或电子伏特 (eV) 为单位测量。键解离焓通常在气相中测量,因为分子不受分子间力的影响。

BDE 是一种热力学性质,这意味着它取决于进行测量的温度和压力。它也是分子或化合物的化学环境的函数。例如,甲烷 (CH4) 中 C-H 键的 BDE 与乙烷 (C2H6) 中 C-H 键的 BDE 不同,因为键合环境不同。

差异:键能和键解离焓

键能和键解离焓之间的主要区别在于,键能是指断裂分子或化合物中特定键所需的能量,而键解离焓是指断裂分子或化合物中所有特定类型键所需的能量。

键能是针对分子中特定键测量的,而键解离焓是一种热力学性质,指的是断裂一摩尔分子或化合物中所有特定类型键所需的平均能量。

另一个区别是,键能取决于分子或化合物的键合环境,而键解离焓是一种热力学性质,取决于进行测量的温度和压力。

此外,键能通常在气相中测量,其中分子不受分子间力的影响。相反,键解离焓通常在溶液中测量,其中分子受分子间力的影响。

特性

键能

键解离焓

定义

键能也称为键焓,它被定义为化学键中键强度的量度。键能是一个平均值。

键解离能定义为断裂化学键所需的标准焓变。

产物

键能提供形成原子的能量,这些原子是键形成的起始材料。

键解离能提供从形成该特定键的原子形成自由基所需的能量。

示例

在化学中,键能 (E) 或键焓 (H) 是化学键中键强度的量度……例如,甲烷 (CH4) 中的 (C-H) 碳氢键能是将一个甲烷分子分解成一个碳 (C) 原子和四个氢 (H) 自由基所涉及的焓变,除以四。

例如,在甲烷分子中,C-H 键的键解离能分别为 439 kJ/mol、460 kJ/mol、423 kJ/mol 和 339 kJ/mol。然而,甲烷的 C-H 键能为 414 kJ/mol,这是所有四个值的平均值。

此外,对于一个分子而言,键解离能不一定等于键能(如上文给出的甲烷示例)。对于双原子分子,键能和键解离能相同。

符号

用 E 表示

用 H 表示

键形成

它给出形成原子的能量,这些原子是键形成的起始材料。

它给出从形成该特定键的原子形成自由基所需的能量。

结论

总而言之,键能和键解离焓都是化学键强度的量度。键能是指断裂分子或化合物中特定键所需的能量,而键解离焓是指断裂分子或化合物中所有特定类型键所需的能量。虽然这些术语看起来相似,但它们之间存在明显的区别,在学习化学键合和热力学时理解这些区别非常重要。

更新于:2023年4月17日

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