化学键的探索?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/06 11:40:43
(1)高中化学第五章“元数周期律”中介绍:化学键是相邻原子间的强烈的相互作用。化学反应的本质是旧键的破裂和新键的形成。旧键的破裂需要吸收能量,旧键的形成要放出能量。 那么我们是否可以得出这样的结论:化学键是能量的另一种表现形式,化学键可有一个与能量有关的单位,且在一个化学反应中生成物中的化学键总比反应物中的化学键的能量高`并且比其更稳定(是否也可说能量越高的化学键越稳定?)?
(2)电子的转移需要吸收能量,吸收的能量越大电子运动得越远。我们把电子运动的比作船儿过河,在同一种元素中,如“氢”,如果原子核外最外层电子层的电子完全脱离原子核,也就是形成了离子(如"H+")`离子键,就相当于船渡过了河就需要很多能量;而如果原子的电子没有完全脱离原子核而是和其他原子通过共用电子对形成共价键,就相当于船只行到了河的中间,也就比船渡过河需要更少的能量,那么是否可说同种非金属元素更容易形成共价键(因其需要较少的能量),但形成的离子键更稳定(如氢元素就更容易形成共价键的“氢”,但"H+"比共价键的氢更稳定。)?

(1)化学键的能量是一种势能。把化学键看成是能量的一种表现形式也无可厚非。就如同你在物理课上所学的重力势能,你若因此将高度看成势能的表现形式也不无不可。但更值得强调的是,化学键的本质是一种力的作用,是原子间的引力作用(不论是什么成因)。
有专门的量衡量化学键的能量,即键能,其单位当然和能量单位一样,通常的单位是千焦/摩尔。
在化学反应中,大多数情况生成键的总能量比断裂键的总能量要高,就如同你所说的那样。不过你的推论尽管看起来很顺理成章,事实却并不都是如此。因为生成物比反应物键能高这个条件,可以说明反应是放热反应(放出能量),即如果你的推论如果成立,就说明只有放热反应能够进行。显然你也知道吸热反应的存在。当然你可能不知道吸热反应并不太多,绝大多数反应都是放热的,所以说你的推论必然有一定的道理,只是不完全。
事实上,科学家当年也为这个问题大为头痛,直到发现了熵这个概念。熵在高中是不必了解的,你只需知道反应的方向除了受能量的影响,还与熵的变化有关。有时熵的效应与能量的影响相反,而又超过能量影响时,吸热的反应就有进行的可能了。但通常还是放热的比较容易进行。
另外,是不是反应达到能量的要求就可以进行了呢,我们说不一定。还以高度为例,假设我们是一帮水往低处流的懒人,要从一个高处到达一个低处。这本是一件顺应天意的事,但如果中间要越过一个更高的山包呢?那就得看山有多高了,如果不太高,我们还有翻过山的兴致,毕竟山对面地势低,还是有吸引力的,若山太高可能就翻不过去了,尽管那边地势更低。反应也一样,因为反应都是断键在先成键在后,键能的传递没有那么及时,因此在反应当中会有一个能量反而增高的过程,就像翻山一样(这个山被叫做能垒)。因此反应能不能以可观察的速度进行,还得看山高不高,毕竟一个要进行一百年的反应你不原意等吧?
(2)你第二个推理逻辑上有点错误。就是你只考虑了电子在远离一个原子而没有考虑原子也在接近另一个原子。不要以为形成离子只是电子离开了一个原子,要想想另一个原子还得了一个电子呢!也可以这么想:电子在远离这个原子的同时靠近了那个原子,在离开这个原子的时候被那个原子得到了。
这样看来离子键和共价键除了电子行程远近不同,并没有本质区别。我们还借用你的比喻:把河岸的一边想成是一个原子核,另一边岸想成是另一个原子核。这边能量