化學穩定化能怎麼算

1. 實驗計算苯的鍵長

一、綜述
現代物理方法（射線法、光譜法、偶極距的測定）表明，苯分子是一個平面正六邊形構型，鍵角都是120°，碳碳鍵長都是0.1397nm。圖示如下：

1.理論解釋：
(1) 雜化軌道理論解釋
苯分子中的碳原子都是以sp2雜化軌道成鍵的，故鍵角均為120°，所有原子均在同一平面上。
未參與雜化的P軌道都垂直與碳環平面，彼此側面重疊，形成一個封閉的共軛體系，由於共軛效應使π電子高度離域，電子雲完全平均化，故無單雙鍵之分。

(2) 分子軌道理論解釋
分子軌道理論認為，分子中六個P軌道線形組合成六個π分子軌道，其中三個成鍵規定，三個反鍵軌道。在基態時，苯分子的六個π電子成對填入三個成鍵軌道，其能量比原子軌道低，所以苯分子穩定，體系能量較低 。

苯分子的大π鍵是三個成鍵軌道疊加的結果，由於π電子都是離域的，所以碳碳鍵長完全相同。
從氫化熱看苯的穩定性

苯的穩定化能（離域能或共振能）=360-208=152KJ/mol
2.苯的共振式和共振論的簡介
（1）．基本要點：
a. 當一個分子、離子或游離基按照理論可以寫出兩個以上經典結構式時，這些經典結構式構成了一個共振雜化體，共振雜化體接近實際分子。

b.書寫極限式時，必須嚴格遵守經典原子結構理論。原子核的相對位置不能改變，只允許電子排布上有所差別。

c.在所有極限式中，未共用的電子數必須相等。

d.分子的穩定程度可用共振能表示。苯的共振能為150.4 KJ/mol
（2）．共振論解釋苯的結構

二、實驗
1 實驗目的
1、明確穩定化能的概念。了解怎樣採用實驗方法和理論計算得到苯分子穩定化能的數據。
2、用氧彈量熱計測定苯、環己烷、環己烯的恆容燃燒熱，從所得數據計算苯分子的穩定化能。
3、採用量子化學方法，使用GAUSS軟體計算苯分子的穩定化能，並與實驗值相對比。
2 實驗原理
燃燒熱是指1moL物質與氧進行完全氧化反應得熱效應。如果是在恆容條件下測得的燃燒熱，稱為恆容燃燒熱，用符號Qv,m表示。同理，若是在恆壓條件下測得的燃燒熱則稱為恆壓燃燒熱，用Qp,m表示。若把參加反應的氣體和反應生成的氣體近似為理想氣體，則有反應式：
Qp,m = Qv,m + (△n)RT = △H
測量化學反應熱的儀器稱為量熱計。本實驗採用氧氮式量熱計測量環己烷，環己烯以及苯和膠囊的恆容燃燒熱，進而求得恆壓燃燒熱。
m ∣Qv,m∣ + ∣ Q絲∣ = W水△T
環己烷和環己烯的生成熱之差可視為雙鍵的生成熱。如果苯環有3個雙鍵，苯和環己烷的生成熱之差應該是雙鍵生成熱的3倍。實際上，苯的能量卻低於由3個雙鍵所預期的值。
3∣△E∣<∣△H環己烷∣－∣△H苯∣
這是因為苯分子是一個典型的共軛分子，其P電子軌道互相重疊，形成離域大π鍵。這種離域大π鍵體系的能量比對應的經典結構式所表達的普通雙鍵體系的能量低，其差額稱為共振能，即穩定化能。
實際上，從燃燒熱的數據可以估算苯的穩定化能。環己烷和環己烯燃燒熱焓△H之差△E，與環己烯上的孤對雙鍵結構相關，即：
∣△E∣＝∣△H環己烷∣－∣△H環己烯∣
這是由於苯分子的共軛結構使其能量低於3個孤對雙鍵的能量，實驗證明，此差額正是苯分子的穩定化能E，即：
E ＝（∣△H環己烷∣－∣△H苯∣）－3（∣△H環己烷∣－∣△H環己烯∣）
綜上所述：
E = 3 ∣QV,環己烯∣-2∣Qv,環己烷∣-∣Qv,苯∣
本實驗先測定量熱計的熱容，可用基準物如苯甲酸法標定，然後分別稱取苯、環己烷、環己烯在氧彈中燃燒，由體系的熱容和試樣燃燒後溫度的升高值計算各物質的燃燒熱，進而計算苯分子的穩定化能。
3 實驗儀器和葯品
①儀器：氧彈量熱計，壓片機，精密溫差儀、分析天平、計算機、量化軟體GAUSS03及視圖軟體GAUSSVIEW
②葯品：苯、環己烷、環己烯、苯甲酸、葯用膠囊
4 實驗內容
4.1、測定量熱計的熱容
用壓片機將約1g的量熱基準物質苯甲酸壓成片狀，用分析天平準確稱量後，置於燃燒杯中。剪取14cm長的點火絲，將其中部繞成1cm長的螺旋線，兩端系於點火電極上，並使螺旋線緊貼在樣品片上。然後裝進氧彈中，擰緊蓋子並充入氧氣後，置於量熱計中，按量熱計的操作步驟測定其燃燒後的溫度升高值。
4.2、測定試樣的燃燒熱
選取一個密封良好的葯用膠囊，在分析天平上稱其質量後，用滴管小心滴入苯至其容積的4/5（約0.4g），套好膠囊，再用分析天平稱出苯的質量。
將裝好試樣的膠囊置於燃燒杯中，接上點火絲並用膠帶使其螺旋線狀緊貼在膠囊上，記錄膠帶長度，然後點火，測其燃燒熱。扣除膠囊，膠帶後的熱值後即為苯的燃燒熱。
同法測定環己烷和環己烯的燃燒熱。
4.3、測定膠囊、膠帶的燃燒熱
稱取10個膠囊，截取10倍長度(前面記錄值)的膠帶，捆綁點火絲（記錄長度）後置於燃燒杯中，同上法測定膠囊，膠帶的燃燒熱（10倍）。
5 實驗結果和討論
5.1、實驗數據記錄

物質
苯甲酸 環己烯 苯 環己烷 十個膠囊
點火前 15.70 16.38 16.34 16.45 17.00
15.75 16.38 16.39 16.50 16.65
15.78 16.37 16.40 16.49 16.71
15.79 16.36 16.41 16.49 16.72
15.80 16.35 16.41 16.49 16.72
點火後 15.80 16.34 16.41 16.49 16.72
16.21 16.47 16.96 16.92 17.06
16.88 16.91 17.43 17.48 17.53
17.31 17.42 17.70 17.76 17.80
17.57 17.69 17.84 17.90 17.95
17.73 17.83 17.93 17.99 18.05
17.82 17.91 17.98 18.04 18.11
17.89 17.96 18.01 18.08 18.15
17.93 17.99 18.03 18.10 18.18
17.96 18.02 18.05 18.11 18.20
17.98 18.03 18.06 18.13 18.22
17.99 18.04 18.06 18.13 18.23
17.99 18.05 18.06 18.13 18.24
穩定後 18.00 18.06 18.07 18.13 18.24
18.00 18.06 18.07 18.14 18.24
18.00 18.06 18.07 18.14 18.24
18.00 18.06 18.07 18.14 18.24
17.99 18.06 18.07 18.14 18.24

環己烯： MP2=-233.8205645
環己烷： MP2=-235.0110456
苯： MP2=-231.4871881
十個膠囊：M=1.027g 十根燃燒絲：M=0.137g
②環己烷：燃燒絲：0.013g 膠囊：0.099g 膠囊+環己烷：0.500g
③苯： 燃燒絲：0.014g 膠囊：0.099g 膠囊+苯：0.544g
④環己烯：燃燒絲：0.012g 膠囊：0.102g 膠囊+環己烯：0.512g
⑤苯甲酸：燃燒絲：0.008g 苯甲酸+燃燒絲：1.009g

精密溫差儀的校訂

項目
溫度 T1 T2 ΔT T平均
①十個膠囊 16.72 18.24 1.53 17.49
②環己烷 16.49 18.13 1.58 17.28
③苯 16.74 18.06 1.65 17.24
④環己烯 16.34 18.06 1.80 17.24
⑤苯甲酸 15.80 18.00 2.19 16.90

Qv,苯甲酸=-26.046kJ/mol.g Q絲=1.4kJ/mol.g
水當量：m苯甲酸*|Qv,苯甲酸|+|Q絲|m絲=W水ΔT苯甲酸 得：W水 =12.017kJ/mol
10*|Qv,膠囊|+|Q絲|m絲=W水ΔT十個膠囊 得：Qv,膠囊=-1.819kJ/mol
m苯/M苯*|Qv,苯|+|Q絲|m絲+|Qv,膠囊|=W水ΔT苯 得：Qv,苯=-2514.65 kJ/mol
m環己烯/M環己烯*|Qv,環己烯|+|Q絲|m絲+|Qv,膠囊|=W水ΔT環己烯 得：Qv,環己烯=-3097.78kJ/mol
m環己烷/M環己烷*|Qv,環己烷|+|Q絲|m絲+|Qv,膠囊|=W水ΔT環己烷 得：Qv,環己烷=-2808.17kJ/mol
Qp苯=Qv,苯+n苯RT=-2521.89kJ/mol
同理：Qp,環己烯=-3109.85kJ/mol Qp,環己烷=-2815.41kJ/mol
E=(|△H環己烷|-|△H苯|)-3(|△H環己烷|-|△H環己烯|)=(|Qp,環己烷|-|Qp苯|)-3(|Qp,環己烷|-|Qp,環己烯|)=136.82kJ/mol
實驗誤差：Er=(E理論值-E測量值)/E理論值=(152kJ/mol-136.82kJ/mol)/152kJ/mol×100%=9.98%
三、實驗心得（或誤差分析）
通過本次實驗，我加深了對穩定化能和共軛分子結構的理解，以及重新熟悉了對GUASS軟體的使用。實驗中了多次使用了氧彈式量熱計。經過這次的實驗我更加熟悉了論文的寫作資料的查找，文獻的查閱，為進一步學習打下基礎。
通過本實驗我也進一步鍛煉了動手能力，增強了實驗技能。尤其重要的是自己對有機實驗產生了濃厚的興趣，體會到做好一個實驗的艱辛，將平時實驗中學到的知識應用到實踐中去，體會到做好一個實驗確實不是一件容易的事，一定要細心，認真！要有一絲不苟的態度，還要有足夠的自信心，和良好的實驗技能！
總之，化學需要嚴謹的科學態度，在學習化學過程中，步步謹慎，才可獲得滿意的結果。

希望對您有所幫助，望採納謝謝！！！

2. 配位化合物中，有關晶體場穩定化能的計算

由於CO是強場，因此3d84s2 ——>3d10 4s0
Ni(CO)4的電子組態是四面體場，電子組態是e^4 t2^6
CFSE=0

3. 無機化學中穩定常數k穩怎麼算

在標准狀態下，Kf＝1／Kd。

Kd是配離子不穩定性的量度，對相同配位數的配離子來說，Kd越大，表示配離子越易解離；

Kf是配離子穩定性的量度，Kf越大，表示配離子越穩定，兩者成倒數關系。

至於化學平衡常數，用K表示。其中以濃度表示的成為濃度平衡常數，記作Kc，以分壓表示的成為壓力平衡常數，記作Kp。

對於氣相反應，假設反應物和生成物均為理想氣體時，有Kp＝（RT）＾n，式中n＝生成物序數之和—反應物序數之和。

(3)化學穩定化能怎麼算擴展閱讀：

則平衡常數表達式為：

K不穩值愈大，表示配離子離解愈多，故稱K不穩為配離子的不穩定常數。

K穩和K不穩互成倒數：

金屬離子Mn+和配位體A-生成配離子MA(n-x)+x，在水溶液中存在如下平衡：

根據平衡移動原理，改變Mn+或A-的濃度，會使上述平衡發生移動。若在上述溶液中加入某種試劑使Mn+生成難溶化合物，或者改變Mn+的氧化狀態，都會使平衡向左移動。若改變溶液的酸度使A-生成難離解的弱酸，也可使平衡向左移動。

配合平衡同樣是一種相對的平衡狀態，它同溶液的PH值、沉澱反應、氧化還原反應等都有密切的關系。

4. 晶體場穩定化能(CFSE)計算方法

晶體場穩定化能：

(4)化學穩定化能怎麼算擴展閱讀

中心原子d 軌道在八面體場中分裂為兩組（dy和de)，根據晶體場理論，可以計算出分裂後的dy和 de軌道的相對能量。

在八面體配合物中，中心原子5 個 d 軌道在球形負電場作用下能量均升高，升高後的平均能量作為計算相對能量的比較標准，在八面體場中d 軌道分裂前後的總能量保持不變。

即正八面體場中d 軌道能級分裂的結果是：dy能級中每個軌道的能量上升0. 64。而de能級中每個軌道的能量下降0 .4 。由於d 電子優先進入能量較低的de軌道，使電子進入分裂後的軌道比處於未分裂d 軌道（在球形場中）時的總能量有所降低。

系統所降低的總能量，稱為晶體場穩定化能（用符號CFSE® 表示）。

5. 【結構化學】畫出d5組態在強八面體場中的電子排布方式,並求其晶體場穩定化能（東北師范大學研究生入學試題

d5，5個電子，強場低自旋，電子應優先排列在能量低的t2g軌道上。故電子排布為t2g5 eg0（2g，g為下角標，5，0為上角標），t2g軌道上的5個電子分布在三個軌道上，為↑↓，↑↓，↑。即兩個軌道上分別有兩個自旋相反的電子，一個軌道上有一個單個電子。
晶體場穩定化能的計算公式：
CFSE＝－（－4n1+6n2)Dq-(m1-m2)P，式中n1為t2g軌道上的電子數，n2為eg軌道上的電子數，m1、m2分別為八面體場、球形場中的d軌道的成對電子數。
對於d5強場來說，n1=5，n2=0，m1＝2，m2＝0。故
CFSE＝－（－4*5+6*0)Dq-(2-0)P＝20Dq－2P。

6. 如何通過實驗計算苯的鍵長

一、綜述
現代物理方法（射線法、光譜法、偶極距的測定）表明,苯分子是一個平面正六邊形構型,鍵角都是120°,碳碳鍵長都是0.1397nm.圖示如下：
1.
(1) 雜化軌道理論解釋
苯分子中的碳原子都是以sp2雜化軌道成鍵的,故鍵角均為120°,所有原子均在同一平面上.
未參與雜化的P軌道都垂直與碳環平面,彼此側面重疊,形成一個封閉的共軛體系,由於共軛效應使π電子高度離域,電子雲完全平均化,故無單雙鍵之分.
(2) 分子軌道理論解釋
分子軌道理論認為,分子中六個P軌道線形組合成六個π分子軌道,其中三個成鍵規定,三個反鍵軌道.在基態時,苯分子的六個π電子成對填入三個成鍵軌道,其能量比原子軌道低,所以苯分子穩定,體系能量較低 .
苯分子的大π鍵是三個成鍵軌道疊加的結果,由於π電子都是離域的,所以碳碳鍵長完全相同.
從氫化熱看苯的穩定性
苯的穩定化能（離域能或共振能）=360-208=152KJ/mol
2.苯的共振式和共振論的簡介
（1）．基本要點：
a.當一個分子、離子或游離基按照理論可以寫出兩個以上經典結構式時,這些經典結構式構成了一個共振雜化體,共振雜化體接近實際分子.
b.書寫極限式時,必須嚴格遵守經典原子結構理論.原子核的相對位置不能改變,只允許電子排布上有所差別.
c.在所有極限式中,未共用的電子數必須相等.
d.分子的穩定程度可用共振能表示.苯的共振能為150.4 KJ/mol
（2）．共振論解釋苯的結構
二、實驗
1 實驗目的
1、明確穩定化能的概念.了解怎樣採用實驗方法和理論計算得到苯分子穩定化能的數據.
2、用氧彈量熱計測定苯、環己烷、環己烯的恆容燃燒熱,從所得數據計算苯分子的穩定化能.
3、採用量子化學方法,使用GAUSS軟體計算苯分子的穩定化能,並與實驗值相對比.
2 實驗原理
燃燒熱是指1moL物質與氧進行完全氧化反應得熱效應.如果是在恆容條件下測得的燃燒熱,稱為恆容燃燒熱,用符號Qv,m表示.同理,若是在恆壓條件下測得的燃燒熱則稱為恆壓燃燒熱,用Qp,m表示.若把參加反應的氣體和反應生成的氣體近似為理想氣體,則有反應式：
Qp,m = Qv,m + (△n)RT = △H
測量化學反應熱的儀器稱為量熱計.本實驗採用氧氮式量熱計測量環己烷,環己烯以及苯和膠囊的恆容燃燒熱,進而求得恆壓燃燒熱.
m ∣Qv,m∣ + ∣ Q絲∣ = W水△T
環己烷和環己烯的生成熱之差可視為雙鍵的生成熱.如果苯環有3個雙鍵,苯和環己烷的生成熱之差應該是雙鍵生成熱的3倍.實際上,苯的能量卻低於由3個雙鍵所預期的值.
3∣△E∣

7. 二價鐵離子的晶體場穩定化能怎麼算

晶體場穩定化能的公式：CFSE=4×(-0。4△o)+P=-1。6△o+P$d6，若d軌道不是處在全滿或全空時，d電子分裂軌道後的總能量低於分裂前軌道的總能量。這個總能量的降低值，稱為晶體場穩定化能。
  此能量越大，配合物越穩定。在形成配合物時，當在能量較低的de軌道中填上3個電子後，第4個電子是填在de軌道中成對，這要看成對能（P）與分裂能（D）的相對大小。通常在強場中PD則填充在dy軌道（單電子）。
  性質：配位化合物中的電子進入分裂後的d軌道比未分裂前所降低的能量。其值一般由光譜測定或點電荷模型近似計算。利用穩定化能可進一步討論配位化合物的熱力學和反應動力學等性質。

8. 晶體場穩定化能 怎麼求

八面體場：-3/5×eg軌道電子個數+2/5×t2g軌道電子數
四面體場是八面體場計算正負號顛倒的

9. CFSE是怎麼確定的 主要是計算其穩定化能

1)把配位鍵設想為完全帶正電荷的陽離子與配體（視為點電荷或偶極子)之間的靜電引力.(2)配體產生的靜電場使金屬原來五個簡並的d軌道分裂成兩組或兩組以上能級不同的軌道,有的比晶體場中d軌道的平均能量降低了,有的升高了.分裂的情況主要決定於中心原子(或離子)和配體的本質以及配體的空間分布.(3)d電子在分裂的d軌道上重新排布,此時配位化合物體系總能量降低(這個總能量的降低值稱為晶體場穩定化能(CFSE).