В течение длительного времени основным источником сведений о прочности химических связей, мерой которой является энергия связи, были суммарные теплоты образования молекул. В случае двухатомных молекул о химических связях судили по спектроскопическим данным. В начале сороковых годов начали разрабатываться новые методы исследования энергий связей, такие, как методы электронного удара, взрывов, детонации, и особенно кинетические методы определения энергий диссоциации связей. На русском языке нет ни одной монографии или хотя бы обзорной статьи, где излагались бы эти методы и результаты, полученные с их применением.
Книга Коттрелла, представляющая собой современный обзор данных по прочностям химических связей, знакомит читателя с принципиальными основами и степенью надежности этих новых методов определения энергии связи.
Очень существенным является то, что развитие метода электронного удара и кинетических методов позволило поставить вопрос о природе энергии связи. Во многих книгах и статьях под этим термином подразумевается доля, вносимая данной связью в теплоту образования всей молекулы. Исторически такое понимание энергии связи было первым и долгое время — единственным. Когда энергии связи определяются методом электронного удара или методом изучения кинетики реакции, идущих с разрывом одной из связей, то получают другие величины, а именно энергии разрыва или энергии диссоциации связей. Эти две разные „энергии связей", которые в переводе книги названы соответственно „средними энергиями связей" и „энергиями диссоциации", долгое время не различались достаточно четко. Это объясняется тем, что для двухатомных молекул, энергии диссоциации которых впервые измерялись при помощи спектральных методов, указанные две величины совпадают. Но в многоатомных молекулах эти величины, как правило, не совпадают и являются двумя разными характеристиками прочности связей, взаимно дополняющими друг друга.
Книга Коттрелла является первой монографией, в которой эти понятия четко разграничены, что позволяет использовать каждую из перечисленных величин с большим пониманием ее физической сущности.
1*
Автор сделал попытку дать критический обзор имеющихся данных и указал степень надежности отдельных значений, по поводу которых часто велись ожесточенные дискуссии. Нельзя ставить автору в вину, что в некоторых случаях, например для теплоты сублимации углерода и энергии диссоциации азота, он не смог однозначно установить какое из предлагаемых значений правильно. Вопрос об этих значениях остался открытым, так как сам автор отмечает, что сделанный им выбор значения энергии диссоциации молекулы азота плохо согласуется со значением энергии диссоциации СО и, следовательно, со значением теплоты сублимации углерода. Можно надеяться, что детальное и критическое изложение имеющихся данных будет служить стимулом к дальнейшим исследованиям, которые приведут к установлению истинных значений наиболее спорных и в то же время наиболее важных для химика величин.
Книга Коттрелла, содержащая систематизированный материал по методам определения химической связи, взятый авторами из большого числа работ как зарубежных, так и советских авторов, окажет большую помощь лицам, работающим в области строения молекул, химической кинетики и катализа, а также теоретической органической химии.
Л
М. Е. Дяткина.
Глава 1 ВВЕДЕНИЕ
1. ПОНЯТИЕ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
Химики изучают в основном поведение материи, которое они описывают на основе знаний свойств химических элементов и их соединений. Большую часть этой области знаний интерпретируют, пользуясь сведениями о молекулах, которые обычно являются вполне определенными частицам», обладающими определенными свойствами. Это почти полностью справедливо для газов, где силы, действующие между молекулами, гораздо слабее сил, связывающих атомы в молекуле. Поэтому в случае газов при низких давлениях можно с уверенностью отметить наличие молекул и дать описание их свойств. Молекула остается наиболее существенной для химика частицей и в жидкостях, хотя в последних важную роль играют силы, действующие между молекулами. Даже во многих твердых телах явно сохраняется индивидуальность молекул. Однако при рассмотрении некоторых твердых тел представление о молекулах оказывается неприемлемым. Так, например, в ионных кристаллах основными химическими и структурными единицами являются ионы, и „молекулярная" формула не выражает ничего, кроме соотношения числа атомов элементов, образующих это вещество. Точно так же для многих высокополимерных веществ понятие молекулы является искусственным, поскольку весь образец представляет собой одну огромную молекулу.
Рассмотрим теперь понятие химической связи. В случаях, когда имеются определенные молекулы, их свойства могут быть определены из опыта непосредственно, тогда как нахождение свойств отдельных связей из опыта представляет трудность. Мы не можем изучать отдельную химическую связь. В то время как можно непрерывно изменять окружение молекулы в газовой фазе, просто варьируя температуру и давление, и экстраполировать измерения так, чтобы они относились к изолированным молекулам, исследование связи допустимо проводить только в ограниченных условиях, а именно, изучая ее в разных молекулах. В некоторых случаях молекулу нельзя точно определить, однако отдельные связи могут быть исследованы на опыте.
Таково положение для некоторых твердых высокополимеров, где можно установить наличие определенных химических связей и групп, хотя сами молекулы не определены вполне точно. Высказывалось также предположение, что понятие химической связи должно быть
ОГЛАВЛЕНИЕ -
Предисловие .......................... 3
Глава 1. Введение......................... 5
Глава 2. Определение, измерение и применение энергий диссоциации
связей............................. 16
Глава 3. Определение энергий диссоциации связей путем исследования
термодинамических равновесий................. 24
Глава 4. Определение энергий диссоциации связей при помощи кинетических методов........................ 49
Глава д. Определение энергий диссоциации связей при помощи метода
электронного удара и спектроскопических методов ....... 72
Глава 6. Определение, вычисление и использование средних энергий
связей.............................103
Глава 7. Теплоты образования органических соединений.......122
Глава 8. Теплоты образования неорганических соединений и теплоты
атомизации элементов......................146
Глава 9. Численные значения энергий диссоциации связей......177
Глава 10. Численные значения термохимических средних энергий связей
в многоатомных молекулах.....»..............225
Глава П. Другие меры прочности связей...............244
Литература...........................268
///////////////////////////////
Цена: 150руб.
