Метан энергия диссоциации

Теплота первой реакции равна 102 ккал. а второй — 347,5 ккал таким образом, энергия диссоциации связи С—Н в метане равна 102 ккал, а средняя энергия связи составляет 86,9 ккал. Последняя величина рассчитана по термохимическим данным и зависит от величины скрытой теплоты сублимации графита, а первая является экспериментальной величиной, полученной на основе кинетических измерений. Зависимость между ними заключается в том, что в данном случае сумма индивидуальных энергий диссоциации связи в СН , СНд, СНз которые сильно различаются между собой, должна быть равна четырехкратной средней энергии связи. Таблицы энергии связи, составленные, нанример, Паулин-гом [33], дают сведения о средней энергии связи и не имеют прямого отношения к проблемам разложения углеводородов, поэтому дальше будут рассматриваться только методы определения энергии диссоциации связи. Раньше всех стали изучать энергию диссоциации связи в сложных молекулах Поляни и сотрудники [7], которые исследовали пиролиз ряда иодидов в быстром потоке несуш,его газа при низких давлениях иодидов, В этих условиях, по их мнению, вторичные реакции не представляют важности, и измеренная" энергия активации соответствует энергии реакций [c.14]

Энергия диссоциации связей С—С меньше, чем связей С—Н, Однако, в случае низших метановых углеводородов, (этан, пропан) преобладающим является распад ио С—Н связи, что объясняется более высокой вероятностью разрыва этих связей вследствие их большего числа и доступности атомов водорода атаке свободных радикалов. Наиболее термически устойчив метан. Как мы уже установили, термическая деструкция метана термодинамически возможна при температуре выше 560°. [c.118]

Для сравнения, энергия диссоциации связей С-Н в метане составляет 102 ккал/моль. Отсюда понятно, почему рвется связь в молекуле хлора, а не метана. [c.51]

Более сложный случай — определение значения стандартной энтальпии диссоциации С — Н-связи в метане. Энергия, необходимая для разрыва первой связи С — Н в метане, отличается от той, которая необходима для удаления атома водорода из радикалов СНз-, СН2 или СН . в случае полной диссоциации [c.224]

Важными особенностями связи углерод - водород являются ее неполярный характер и относительно высокая энергия диссоциации связи 0(СНз—Н) = 104 ккал/моль. Обычно алканы считают нереакционноспособными, однако на деле все зависит от природы рассматриваемой реакции. Метан в нормальных условиях не реагирует ни с серной кислотой, ни с гидроксидом натрия, но на свету быстро реагирует с хлором и при одноразовом инициировании реакции-со взрывом с кислородом. В двух последних реакциях образуются метильные радикалы, и, вообще говоря, алканы, инертные по отношению к реагентам с заполненными оболочками, вступают в быстрые реакции с реагентами с от- [c.39]

Рассмотрение гибридизации и размеров орбиталей помогает объяснить другие свойства молекул, кроме длин связей, например относительную кислотность некоторых углеводородов (разд. 8.10) и относительную основность некоторых аминов (разд. 36.11). Следовало ожидать, что более короткие связи будут более прочными установлено, что энергия диссоциации связи С—Н в этилене [104—122 ккал (435,43-10 —510,79-10 Дж)] больше, чем в метане [102 ккал (427,05-10 Дж), разд. 2.161. Как будет показано в разд. 10.18, изменение характера гибридизации может иметь большее значение, чем обычно считают, поскольку оно влияет на устойчивость молекул. [c.145]

Второй метод определения энергии связи предусматривает использование закона Гесса. Этот закон гласит, что АН реакции не зависит от механизма реакции (более детальное описание закона Гесса можно найти в курсе физической химии — см. литературу к этой главе). Например, энергию диссоциации при разрыве одной из связей С—Н в метане можно получить следующим образом энергии активации прямой и обратной реакций могут быть измерены в реакции [c.54]

Таким образом теплота реакции равиа разности энергий диссоциации рвущихся и образующихся связей. Например, теплоту реакции атомов хлора с метаном можно рассчитать следующим образом [c.56]

Выше указано, что для определения энергии всех подтипов углерод-углеродных связей достаточно знать или энергию связей (С -Н), (Са—Н), (Сз—Н), или теплоту образования радикалов (СНз), (СИг) и (СН---). Средняя энергия связи (С -Н) в радикале (СНз) может быть найдена по теплоте его образования. Последняя определяется по энергии диссоциации связи (СНд—Н) в метане. [c.7]

Энергия диссоциации первого водородного атома в метане равна 102+2 ккал [13, 20] и рассчитана с той точностью, с какой возможно определить по методу электронного удара. В наших расчетах принята энергия разрыва связи 0(СНд—Н)=101,84 ккал. При теплоте образования метана, равной 397,12 ккал, на долю радикала (СНз) остается 397,12 — 101,84 = 295,28 ккал. [c.8]

Термическая стабильность низших, газообразных алканов очень велика Так, метан ниже 700-800 С практически не разлагается. Значительная стабильность метана объясняется тем, что в его молекуле отсутствуют связи С-С, энергия диссоциации которых меньше, чем для связей С-Ы. [c.16]

Нужно отметить, что метан, этилен и ацетилен, их галоидозамещенные и соединения углерода с азотом являются веществами термодинамически мало устойчивыми й при нагревании распадаются с выделением углерода в аморфном состоянии (сажи). Наибольшей устойчивостью обладают соединения углерода с кислородом. Высокое значение энергии диссоциации окиси углерода (около 255,8 ккал моль) приводит к тому, что это соединение не диссоциирует даже при очень высоких температурах. [c.437]

Энергия диссоциации связи С—Н по реакции —СНд — Hg—h Н больше, чем по реакции — Hg—->>СН—f- Н. Поэтому третичный радикал образуется легче, и в продуктах реакции изопентан должен преобладать над нормальным пентаном, что и наблюдается на опыте. Метан, углерод которого полностью насыщен водородом, и этан, содержащий два первичных атома углерода, алкилируются с трудом, так как для диссоциации [c.292]

Первое обсуждение метилена Уолшем [13] включало пересмотр термохимии последовательных стадий диссоциации метана. Теплота атомизации метана (если принять значение для теплоты сублимации углерода) и энергия диссоциации связи в метане известны. [c.272]

Энергии диссоциации связей в галогенированных метанах [c.360]

В системе Паулинга средняя прочность четырех связей С—Н в метане равна 87 ккал, т. е. значительно ниже энергии диссоциации метана на СНд и Н лри Ус = 168 ккал она соответствует 98 ккал и, таким образом, практически равна энергии связи метил — водород. Но если правильна ббльшая величина, то это не значит, что все четыре стадии диссоциации СН требуют одной и той же энергии вероятно, величина энергии последней связи равна средней энергии всех четырех. [c.222]

В тех случаях, когда известны теплоты образования соответствующих метанов, в таблицу включены также теплоты образования трифтор- и трихлорметильных радикалов. Энергии диссоциации, полученные по данным метода электронного уда- [c.359]

Метильные радикалы могут либо отрывать водород от растворителя, давая метан, либо рекомбинировать с образованием этана. Поскольку энергия диссоциации связи С—Н в толуоле является наименьшей в рассматриваемом случае, стадия отрыва атома водорода будет здесь наиболее экзотермичной, и, в соответствии с правилом Поляни — Семенова, образование метана должно проте- кать наиболее легко в этом растворителе. [c.109]

На основании энергий диссоциации связей можно предсказать, будут простые радикальные реакции экзотермическими или нет. Так, взаимодействие гидроксильного радикала с метаном будет экзотермическим процессом, а атома брома с метаном — эндотермическим [c.252]

Эти значения энергии можно получить на основании данных табл. 18, комбинируя энергии диссоциации соответствующих связей. Например, для реакции метильного радикала с СЬ изменение энергии равно разности между 58 ккал/моль для связи в СЬ и 82 ккал/моль для связи в хлористом метиле. Изданных той же таблицы видно, что прямая реакция между СЬ и метаном, по-видимому, не является стадией инициирования, так как она сильно эндотермич-на (57 ккал/моль). Поэтому свободнорадикальное хлорирование обычно инициируется светом, хотя возможны и другие инициаторы [c.256]

В заключение раздела остановимся еще на одной особенности энергии химической связи, а именно на энергии реорганизации, Ек. Значения энергии связи и энергии диссоциации двухатомных молекул по определению совпадают. В случае многоатомных молекул эти характеристики уже различаются и подчас довольно сильно. Так, последовательный отрыв атомов водорода от СН4 требует следующих затрат энергии Н3С—Н 435,1 Н2С—Н 457,7 НС—Н 430,1 С—Н 338,9 кДж/моль. Средняя энергия связи С—Н в метане отсюда получается равной 415,5 кДж/моль. [c.22]

Хотя энергия диссоциации связи водород—углерод в бензоле приблизительно та же, что и в метане [93 ], скорость обмена дейтерия с бензолом на металлических поверхностях гораздо больше, чем в случае метана. [c.160]

Термическая стабильность низших, газообразных парафинов очень велика. Так, метан ниже 700—800 °С практически не разлагается. Значительная стабильность метана объясняется тем, что в его мрлекуле отсутствуют связи С—С, энергия диссоциации которых меньше, чем для связей С—Н. При умеренной глубине разложения метана основными продуктами его крекинга являются этан и водород. [c.50]

В гл. 2 уже говорилось о том, что метан содержит два типа связывающих молекулярных орбиталей тотально симметричную 1/1 и три вырожденные орбитали 1/2, и /4, каждая из которых имеет узловую плоскость. Это не означает, что существует какое-то различие в связывании четырех атомов водорода. Водородные атомы размещены те-траэдрически вокруг центрального атома углерода, и связи имеют равную энергию. Чтобы рассчитать энергию диссоциации связи и другие физические характеристики связей углерод - водород, удобно скомбинировать 2в- и три 2р-орбитали атома углерода, и тогда получатся гибридные орбитали 8р (символ 8р указывает, что гибрид получен из одной 28- и трех 2р-орбиталей). Эти гибридные орбитали углерода перекрываются с Ь-орбиталями четырех атомов водорода, образуя четыре тетраэдрические связи. Гибридизация-это математический прием, позволяющий рассчитать энергию и пространственную ориентацию атомов в молекуле. Если исследовать энергетические уровни в метане, например, методом фотоэлектронной спектроскопии, то в действительности мы обнаружим два энергетических уровня, о чем говорилось в гл. 2. Кроме того, величину константы спин-спинового взаимодействия Н—в спектре ЯМР можно интерпретировать через 5-характер центрального атома углерода. [c.35]

В стадиях а — г указа 1ы значения энергий, кото11ые являются энергиями диссоциации связи. Средняя величина (а+б4 в+г)/4 энергии связи С—II в метане не равна любой из энергий диссоциации отдельных связей. Энергии диссоциации связей и энергии связей приведены в табл. 2-3. [c.46]

Не следует путать понятие энергии диссоциации связи (О) с другой характеристикой прочности связи, назьшаемой энергией связи (Е). Если, например, взять метан и разрушать последовательно четыре углерод-водородныв [c.50]

На основе имеющихся в литературе экспериментальных данных по энергиям диссоциации связей (С—Н) в метане, этане, пропане, бутане, этене и связи (Сдр—Сх) в толуоле установлены теплоты образования указанных выше радикалов. [c.32]

Масс-спектрометрические измерения показали, что потенциал появления С2Н5 из этана равен 15,2 в, а из пропана (другим продуктом является СНз) равен 14,5 в. Теплота образования метана АЯ/ = —17,9 ккал1моль, а остальные необходимые данные можно найти в задаче 66. Вычислите энергию диссоциации первой связи С—Н в метане Д(СНз—Н). [c.406]

Энергии диссоциации для расщепления С — Н-связей в метане, этане, пропане и изобутане лежат между 102 и 90 ккал1моль, причем индукционный эффект СНз Группы вызывает понижение энергии диссоциации. Однако этим не может быть удовлетворительно объяснено стабилизующее действие алкильных групп. Очевидно, кроме этого, играют роль сте-рические эффекты. Так, в плоскопостроенном трет-бутильном радикале объемистые метильные группы могут отодвинуться друг от друга дальше,, чем в тетраэдрически построенном изобутане, благодаря чему уменьшается пространственное затруднение. Подобные отношения имеют место, например, и в случае трифенилметильного (тритильного) радикала. [c.136]

В квантовой механике электронопритягивающий эффект непредельных групп объясняется различным типом гибридизации орбит атомои углерода в этих группах. В то время как СН-связь предельного атома углерода, например в метане, содержит /4 компоненты -орбиты, та же связь имеет в этилене и в бензоле а в ацетилене /г компоненты (см. том I). Ввиду того что -орбита более устойчива, атом углерода том электроотрицатольнее, чем больше доля компоненты я 1 его связях. Этот эффект проявляется эксперименталы[0 в следующих фактах энергия диссоциации СН-связей этилена и ацетилена больше, чем в метане, а межатомные расстояния меньше (см. том I, табл.5). Протонизация водорода сильно сказывается в ацетилене, который способен образовать производные металлов. [c.26]

Постараемся убедиться в возможности протекания этих стадий, определив энергию, необходимую для разрыва связей. Это окажет нам помощь, поскольку в отсутствие каких-либо внешних воздействий энергия, нужная для разрыва связей, может быть получена только вследствие столкновений, обусловленных обычным тепловым движением молекул. При температурах ниже 100° одно только тепловое возбуждение лишь в очень редких случаях служит источником энергии, достаточной для того, чтобы разрушить сколько-нибудь значительное число связей, более прочных, чем 30—35 ккал1молъ. Следовательно, можно отклонить как неверную любую стадию, в том числе и реакции диссоциации (1) и (2), если АЯ для разрыва этих связей больше 30—35 ккал1молъ. В отношении реакции (1) вопрос может быть решен, основываясь на энергии связи С1 — С1 (см. табл. 3-5), которая составляет 58,0 ккал и, очевидно, слишком велика для того, чтобы сделать возможным разрыв этой связи в результате теплового возбуждения при температурах до 100°. Для реакции (2), при которой происходит разрыв связи С — Н метана, использование значения энергии С — Н-связи, приведенного в табл. 3-5 (98,7 ккал), нецелесообразно, поскольку эта энергия составляет одну четвертую от энергии, требуемой для разрыва всех четырех связей С — И (см. стр. 79). Разумнее использовать энергии диссоциации связей, приведенные в табл. 3-7, поскольку они представляют собой энергии, необходимые для разрыва только одной конкретной связи в многоатомной молекуле. Энергия диссоциации связи в метане оказывается равной 101 ккал при 0°К или 102 ккал при 25°С это, разумеется, означает, что связи С — Н в метане слишком прочны для того, чтобы они могли разорваться в соответствии со схемой реакции (2) при 100° или ниже. Теперь должно быть ясно, почему смесь метана и хлора не реагирует в темноте при умеренных температурах. [c.88]

К)—ионизационный потенциал радикала К. Необходимо отметить, что энергия диссоциации О (СРз—Н) углеводородной связи во фтороформе, определенная посредством метода электронного удара, хорошо согласуется со значением, полученным из энергий активации прямой и обратной реакций между трифторметильным радикалом и метаном. Еще лишь в одном случае (для трихлорбромметана) наблюдалось [c.360]

Отсюда тепловой эффект этой реакции д = 10,8 ккал/моль. С другой стороны д=0 (СНз—Н)—О (СбНц—Н), разности энергий диссоциаций связей в метане и циклогексане. Энергия диссоциации связи в метане определена с достаточной точностью и равна 101 ккал/моль [13]. Используя эту величину, находим, что энергия диссоциации (СбНц—Н)=90 ккал/моль. [c.227]

Как можно видеть, перенос зарядов в этих реакциях идет в обратном направлении (от газа к метану) кроме того, аргон передает метану энергию, вполне достаточную для диссоциации (7.126), а в случае криптона такой процесс возможен лишь с возбужденными ионами криптона [см. выражение (7.128)] [77]. Мелтон [78] предположил, что это различие наблюдается в результате возникновения иона Ht в присутствии аргона [c.194]

Следует обратить внимание на то, что значение 58,6 ккал/моль, приведенное в табл. 3.7 для энергии ординарной связи углерод-углерод, не совпада,ет с энергией, необходи- ой для разрыва такой связи. Дело в том, что энергии связей, найденные из теплот сгорания обычных веществ, означают лишь средние энергии всех связей, образованных каждым атомом, и могут оказаться неправильными, если речь идет об индивидуальной связи. Затруднение можно разъяснить, если рассмотреть более простой вопрос об энергиях связей углерод-во-дород в метане. Хотя все эти связи равноценны и в этом смысле имеют одинаковую энергию, отсюда не следует, что работа, необ.кодимэя для отрыва одного атома водорода, обязательно в точности равна одной четверти работы, необходимой для отрыва всех четырех атомов водорода. Имеется еще дополнительное осложнение, которое не позволяет использовать энергии связей для предсказания энергий диссоциации. Оно заключается в том, что при тако.м применении уже не компенсируются ошибки неопределенного знака и величины в числовых данных уравнений 3—6 и 8—15 3.4, как это бывает при использовании энергии св.язей для предсказания теплот сгорания. Поэтому неудивительно, что энергия диссоциации этана так отличается от энергии связи, разорвавшейся при диссоциации. [c.276]

Сравним, например, реакции отрыва атома водорода метильным и этильным радикалами. Энергия диссоциации связи С—Н в метане примерно на 3—4 ккал/моль выше, чем (СгНз—Н) [18]. В соответствии с этим экзо-термичность реакции отрыва водорода метильным радикалом должна быть также на 3—4 ккал/моль выше, чем при реакции с этильным радикалом. При реакции отрыва одна связь С—Н разрывается, а новая связь С—Н возникает, и поскольку такая реакция симметрична, различие в экзотермичности должно быть разделено поровну между разностью энергий активации прямой и обратной реакции [19]. Если принять это положение, то отношение констант скоростей реакций отрыва водорода метильным и этильным радикалами должно было бы быть порядка от ехр (3000/2 У ) до ехр (4000/2 7 Г), т. е. значение должно лежать между 10 и 20. Из последнего столбца табл. 11 видно, что среднее значение отношения прис./ отр. для метильного и этильного радикалов равно 11,3. Соответствие между этим значением и предварительно рассчитанным подтверждает наше предположение, касающееся приблизительного равенства [c.355]

Реакторы-горелки используются для производства сажи из метана рис. 6.2.3. Сажа образуется при высокой температуре в условиях, когда свободная энергия диссоциации метана на углерод и водород имеет отрицательное значение, а необходимое для проведения реакции тепло получается в результате сгорания части метана с воздухом. В реакторе, показанном на рис. 6.2.3, а, метан для образования сажи подается в камеру сгорания, а в реакторах, показанных на рис. 6.2.3 б, виг, метан для образования сажи подается в камеру смешения, при этом количество воздуха, подаваемого в реактор, значительно ниже стехиометрическо-го соотношения. Температура газов в зоне горения 13(Ю...1400°С. [c.621]

Энергии диссоциации связей С—Н были получены в результате измерений методом электронного удара как непосредственно, так и косвенным путем. Энергия диссоциации Д(СНз—Н) в метане была определена [191] путем измерения потенциала появления ионаСНз , когда метан подавали в ионизационную камеру. Эта энергия диссоциации принимается равной энергии процесса [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология