如果按能量最低原理,單純的 C C 單鍵比雙鍵穩定,可是烯烴卻是存在的,這是為什麼?

時間 2021-05-06 13:10:52

1樓:

高維勢能面上有許多的區域性極小點,他們之間被一些經過鞍點的路徑連線,形成一張巨大的網路。但作為人類( s 時間尺度),我們需要考慮的不僅是每乙個區域性極小點的能量(熱力學),還要考慮他們之間的勢壘高低(動力學)。如果轉化到某乙個狀態的勢壘比較高,那麼即使熱力學上是可行的,對於人類依然是無法抵達。

誠然,在時間的盡頭,一切物質都會到達它最穩定的狀態,但那與你我無關

2樓:張鵬

目前所知沒有這個題主說的這個界限,醯氯不穩定,一樣可以儲存;卡賓不穩定,照樣可以捕獲;就連碳正離子我們都拿到做核磁了。科學可以圈出乙個界限,讓你在這個界限中尋找極限,並做著界限外看著沒有意義的事情。例如粒子物理學科

3樓:L'Ocean

我不是化學生但我怎麼覺得只有乙個人說到了點子上:

誰說雙鍵比單鍵不穩定了?

雙鍵的鍵長更短鍵能更強鍵級更高怎麼就不穩定了呢= =|||題主你說得對,σ鍵強於π鍵,氮素!!!單鍵 → σ鍵

雙鍵 → σ鍵+π鍵

再來告訴我誰強誰弱?

題主問這樣奇怪的問題似乎因為混淆了一些概念,能量最低原理描述的是電子在排布軌道時從低到高的優先順序,和單鍵雙鍵鍵能的高低關係不大吧。

4樓:雪中的螢火蟲

你說西格瑪鍵比π鍵穩定還好,誰告訴你C=C沒有C-C穩定的?

先問是不是再問原因,現在這個風氣……

π鍵的存在就是為了更穩定體系,π鍵是由兩個p軌道重疊產生,重疊的程度沒有西格瑪鍵大,因此鍵的強度沒有西格瑪鍵強,但是π鍵存在利於體系穩定,增加了體系的穩定性,因此烯烴存在具有合理性。

之所以烯烴化學性質比烷烴活潑同樣也是因為π鍵比西格瑪鍵的鍵能小。

5樓:darry

極小值與最小值的問題,處於極值點想要到達最值點,不管如何變化都要能量先變大再變得更小,我們把變大的這部分能量叫勢壘,要給這個系統多餘的能量才能越過這個勢壘,一般不給能量,這個系統也能處於暫時的穩定狀態

6樓:

如果直接地回答題主的問題的話,就是:

題主需要分清熱力學穩定性動力學穩定性。

能量最低原理闡述的「能量越低越穩定」,是指的熱力學穩定性。能量(在恆溫恆壓下,這個能量指吉布斯自由能)越高的物質,轉化成能量更低的物質在熱力學上是自發過程。所以能量越低的物質越穩定。

然而熱力學穩定性無法用於考察實際的化學過程。舉個簡單的例子。人體中的各種有機物轉化成二氧化碳,氮氣,水等的反應顯然是自發的,也就是如果只有熱力學穩定的物質才能長期存在,我們就都變成一團二氧化碳和水等小分子了。

所以我們平常在說「穩定」這個概念的時候,實際上主要考慮的是動力學穩定性。

所謂動力學穩定性,顧名思義就是這個物質轉化成別的物質有多快。題主應該知道活化能的概念。如果一種物質在熱力學上的能量較高,而轉化成能量低的物質的活化能也比較大,那麼雖然這種轉化是自發的,但是它的反應速率極慢,最終我們看到的是這個物質可以長期存在,也就是我們口中說的穩定。

就拿題主說的烯烴和烷烴來說。烯烴的能量比烷烴高,所以烯烴的加氫反應是自發的。但是因為這個反應的活化能大,所以烯烴和氫氣常溫下直接混合不會有反應,需要加催化劑才能反應。

7樓:

如果沒有足夠的環境能量使藍色小球翻過那一道小坎,自然不會衰變到紅色小球的位置。

當然能量的分布服從概率關係,每時每刻總有一些能夠獲得足夠的能量翻過去:

對於硝酸甘油這一類「坎」比較小的,就是「不穩定」;

對於氫氧混合物這一類「坎」比較大的,就是「穩定」。

8樓:石彼格海德

H2 + O2能燃燒。但是你不去點燃他不會自動燃燒,為啥?有反應能壘而且還不低唄。水比起氫氣加氧氣穩定那叫熱力學穩定,氫氣加氧氣不點燃不會生成水叫動力學穩定

9樓:宮非

2015-12-31

現代物理方法充分證明,雙鍵包含π 鍵和σ 鍵,σ 鍵是成鍵原子的電子雲沿原子軌道對稱軸方向重疊,重疊程度大,而π 鍵是按電子雲對稱軸相平行的方向相靠近使電子雲重疊,這種重疊方式,重疊程度小,且不穩定,成鍵電子的能量高,容易發生斷鍵,而引發化學變化。為使π 鍵形成,原子必須要靠攏一些。所以,鍵長要短一些。

在總的鍵能上,碳雙鍵 (610KJ╱mol) 大於碳單鍵345KJ╱mol),但小於單鍵鍵能的2 倍,所以π 鍵的鍵能要小於 σ 鍵的鍵能,在反應中,π 鍵是反應的活性中心首先斷裂的是π 鍵。所謂雙鍵鍵能比單鍵大,只能說明要把雙鍵完全斷開比把單鍵完全斷開要困難

另外,從有機化合物的結構來解釋:首先,原子間通過共用電子對 (電子雲重疊) 所形成的化學鍵叫做共價鍵。共價鍵的強度與它的鍵長有密切的關係,價鍵的強度又與它的鍵長有密切的關係

在分子中,兩個成鍵原子的核間距離叫做鍵長。例如,H—H 鍵長為74pm,C—C 鍵長為154pm,C = C 鍵長為 134pm,Cl—Cl 鍵長為198pm。一般說來,共價鍵的鍵長越短,鍵就越強,形成的化合物就越穩定,所以說:

C=C 鍵比C—C 鍵更穩定才對

常見化學鍵的鍵長與鍵能

烯烴(Alkene)是指含有 C=C 鍵(碳-碳雙鍵)的碳氫化合物,屬於不飽和烴,分為鏈烯烴與環烯烴。按含雙鍵的多少分別稱單烯烴、二烯烴等。只擁有乙個雙鍵的簡單烯烴組成了乙個由通式 CnH2n(其中n ≥ 2)代表的同系物。

烯烴的化學性質比較穩定,但比烷烴活潑,考慮到烯烴中的碳-碳雙鍵比烷烴中的碳-碳單鍵強,所以大部分烯烴的反應都有雙鍵的斷開並形成兩個新的單鍵。但從鍵結結構來看,π 鍵是兩個碳原子的p 軌道側面重疊,因此沒有軸對稱,而是分散在分子兩面的上下兩方呈平面對稱,所以碳碳雙鍵不能繞軸自然旋轉,易受外界影響而極化,故烯烴有比較高的化學活潑性。可能是這裡混淆了你的思路。

能量最低原理是指在不違背「泡利不相容原理」(Pauli exclusion principle)的前提下,核外電子總是盡先占有能量最低的軌道,只有當能量最低的軌道佔滿後,電子才依次進入能量較高的軌道。也就是盡可能使體系能量最低。價鍵(covalent bond),是化學鍵的一種,兩個或多個原子共同使用它們的外層電子,在理想情況下達到電子飽和的狀態,由此組成比較穩定的化學結構叫做共價鍵,或者說共價鍵是原子間通過共享電子對所形成的相互作用。

其本質是原子軌道重疊後,高概率地出現在兩個原子核之間的電子與兩個原子核之間的電性作用。共價鍵的分子軌道理論中電子在分子軌道中排布時,的確是遵守「能量最低原理」、「泡利不相容原理」、「洪特規則」(Hund's rules)。但那是從更微觀的角度去解讀「電子排布規律」,正如兩個原子的價層軌道上,為了增加體系的穩定性,不成對電子可以通過自旋反平行的方式配對成鍵,形成最多數目的化學鍵(為何自旋反平行:

由泡利不相容原理,在同一體系中不可能有兩個狀態完全相同的電子)。

結論是在粒子與粒子接近至能量最低時,兩粒子間形成穩定的化學鍵,此時粒子間的距離為「鍵長」,所放出的能量即為「鍵能」。既然共價鍵已經穩定了,原理只是用來做解讀的工具,就看你用哪個工具而有所不同罷了。

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