中国氢能网

为什么氮氢键键能异常低?

编辑:中国氢能网

为什么氮氢键键能异常低?,

氢能中科,氢能小镇示范,马斯克氢能  第二周期元素中,碳,氮,氧,氟与氢氢原子形成氢化物的共价键时,碳原子几乎没有静电引力,原因是两者的电负性值差距比较小,而氮原子,氧原子,氟原子三者则是有明显的静电引力的,其中以氟原子最为明显,氮原子则是比较弱的,因此这个问题,应该是与静电引力有直接关系

  重点应该关注的是碳氢键和氮氢键的差别,因为氧氢共价键和氟氢共价键的静电引力已经成为一个影响甚至决定共价键各种属性的重要因素。

  仔细比较形成甲烷和氨两种物质的共价键,碳与氢形成共价键时,是等性sp3杂化,四个共价键最终成键效果一致,排斥力最小,即没有什么不利于碳氢共价键的因素。氮氢形成共价键时,由于氮原子采取不等性sp3杂化(23%s),氮原子由于其杂化方式的特殊性,孤对电子占据了更多的空间,使氮氢共价键的空间狭小(与正四面体相比),无形中产生不利于共价键的作用————排斥力,同时还有氢原子与氢原子之间的排斥力(因为这时都有明显的正电荷),这两种排斥力的出现主要与氮原子上的那对孤对电子有直接关系,正是由于这些不利因素不利于虽然电负性值比碳原子大的氮原子形成比较稳定的共价键,不利的原因是,静电引力不够强大到抵消甚至超过这种不利影响,即总体不利于形成稳定的共价键,比碳氢共价键键能低实属正常(甲烷是实心正四面体,氨为空心变形四面体)

  这种情况可以解释一些东西:氨分子还原性比较强,不容易被氧化为氮氧化物,比较容易产生氮气;水分子的稳定性似乎没有氯化氢好;氧原子参与形成的共价键键能只比氯原子参与形成的共价键高不多甚至差不多;很多氧化物和氮化物很容易被氧化为氧气和氮气