鍵能和鍵焓都是能量,單位為kJ∙mol-1,數值相差不大,一般用鍵能表示但是鍵焓的數值。為什麼?
01 熱力學能和焓
「鍵能」和「鍵焓」,區別在第二個字,所以我們先來回顧「能」和「焓」。
「能」是指熱力學能,曾用名「內能」,指熱力學體系內部的能量,是體系內分子運動的平動能、轉動能、振動能、電子及核的能量以及分子與分子相互作用的位能等能量的總和。體系的狀態一定時,內能是一個固定值,但是體系的內能尚不能求得,即為未知量。
H 稱熱焓,或焓,是由熱力學能導出的, H = U + pV。
根據熱力學第一定律,能量守恆,某體系由狀態 I 變化到狀態 II體系吸熱 Q,做功(體積功) W,體系的熱力學能改變量用表示。
如果對於化學反應體系,化學反應過程所吸收或放出的熱量(不考慮做非體積功的化學反應,生成物的溫度恢復至與反應物的溫度相同)稱為化學反應熱效應,即反應熱Q。因此,對化學反應則有:化學反應熱反映與反應物和生成物的化學鍵相聯繫的能量變化,其變化值與反應條件相關。意義:在不做非體積功的條件下封閉體系在恆容過程中所吸收的熱量全部用來增加體系的熱力學能。U, p, V 都是狀態函數, 所以 U + pV 也是一個狀態函數,意義:在不做非體積功的條件下封閉體系在恆壓過程中所吸收的熱量全部用來增加體系的焓。鍵能——在100kPa(1982年來IUPAC推薦標準壓強為100kPa)的條件下,斷開1molAB(理想氣體、標準狀態)為A、B(理想氣體、標準狀態)時過程的熱力學能變。即反應1的 。如不指明溫度,一般文獻值為298.15K的數據。AB(g)→A(g)+B(g)(反應1)
相應的,鍵焓則應為,100kPa條件下,斷開1molAB(理想氣體、標準狀態)為A、B(理想氣體、標準狀態)時過程的焓變。即反應1的。因為鍵能和鍵焓的定義條件為AB(g),A(g),B(g),均為理想氣體、標準狀態,帶入理想氣體狀態方程