化学稳定化能怎么算

1. 实验计算苯的键长

一、综述
现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）表明，苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120°，碳碳键长都是0.1397nm。图示如下：

1.理论解释：
(1) 杂化轨道理论解释
苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道成键的，故键角均为120°，所有原子均在同一平面上。
未参与杂化的P轨道都垂直与碳环平面，彼此侧面重叠，形成一个封闭的共轭体系，由于共轭效应使π电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分。

(2) 分子轨道理论解释
分子轨道理论认为，分子中六个P轨道线形组合成六个π分子轨道，其中三个成键规定，三个反键轨道。在基态时，苯分子的六个π电子成对填入三个成键轨道，其能量比原子轨道低，所以苯分子稳定，体系能量较低 。

苯分子的大π键是三个成键轨道叠加的结果，由于π电子都是离域的，所以碳碳键长完全相同。
从氢化热看苯的稳定性

苯的稳定化能（离域能或共振能）=360-208=152KJ/mol
2.苯的共振式和共振论的简介
（1）．基本要点：
a. 当一个分子、离子或游离基按照理论可以写出两个以上经典结构式时，这些经典结构式构成了一个共振杂化体，共振杂化体接近实际分子。

b.书写极限式时，必须严格遵守经典原子结构理论。原子核的相对位置不能改变，只允许电子排布上有所差别。

c.在所有极限式中，未共用的电子数必须相等。

d.分子的稳定程度可用共振能表示。苯的共振能为150.4 KJ/mol
（2）．共振论解释苯的结构

二、实验
1 实验目的
1、明确稳定化能的概念。了解怎样采用实验方法和理论计算得到苯分子稳定化能的数据。
2、用氧弹量热计测定苯、环己烷、环己烯的恒容燃烧热，从所得数据计算苯分子的稳定化能。
3、采用量子化学方法，使用GAUSS软件计算苯分子的稳定化能，并与实验值相对比。
2 实验原理
燃烧热是指1moL物质与氧进行完全氧化反应得热效应。如果是在恒容条件下测得的燃烧热，称为恒容燃烧热，用符号Qv,m表示。同理，若是在恒压条件下测得的燃烧热则称为恒压燃烧热，用Qp,m表示。若把参加反应的气体和反应生成的气体近似为理想气体，则有反应式：
Qp,m = Qv,m + (△n)RT = △H
测量化学反应热的仪器称为量热计。本实验采用氧氮式量热计测量环己烷，环己烯以及苯和胶囊的恒容燃烧热，进而求得恒压燃烧热。
m ∣Qv,m∣ + ∣ Q丝∣ = W水△T
环己烷和环己烯的生成热之差可视为双键的生成热。如果苯环有3个双键，苯和环己烷的生成热之差应该是双键生成热的3倍。实际上，苯的能量却低于由3个双键所预期的值。
3∣△E∣<∣△H环己烷∣－∣△H苯∣
这是因为苯分子是一个典型的共轭分子，其P电子轨道互相重叠，形成离域大π键。这种离域大π键体系的能量比对应的经典结构式所表达的普通双键体系的能量低，其差额称为共振能，即稳定化能。
实际上，从燃烧热的数据可以估算苯的稳定化能。环己烷和环己烯燃烧热焓△H之差△E，与环己烯上的孤对双键结构相关，即：
∣△E∣＝∣△H环己烷∣－∣△H环己烯∣
这是由于苯分子的共轭结构使其能量低于3个孤对双键的能量，实验证明，此差额正是苯分子的稳定化能E，即：
E ＝（∣△H环己烷∣－∣△H苯∣）－3（∣△H环己烷∣－∣△H环己烯∣）
综上所述：
E = 3 ∣QV,环己烯∣-2∣Qv,环己烷∣-∣Qv,苯∣
本实验先测定量热计的热容，可用基准物如苯甲酸法标定，然后分别称取苯、环己烷、环己烯在氧弹中燃烧，由体系的热容和试样燃烧后温度的升高值计算各物质的燃烧热，进而计算苯分子的稳定化能。
3 实验仪器和药品
①仪器：氧弹量热计，压片机，精密温差仪、分析天平、计算机、量化软件GAUSS03及视图软件GAUSSVIEW
②药品：苯、环己烷、环己烯、苯甲酸、药用胶囊
4 实验内容
4.1、测定量热计的热容
用压片机将约1g的量热基准物质苯甲酸压成片状，用分析天平准确称量后，置于燃烧杯中。剪取14cm长的点火丝，将其中部绕成1cm长的螺旋线，两端系于点火电极上，并使螺旋线紧贴在样品片上。然后装进氧弹中，拧紧盖子并充入氧气后，置于量热计中，按量热计的操作步骤测定其燃烧后的温度升高值。
4.2、测定试样的燃烧热
选取一个密封良好的药用胶囊，在分析天平上称其质量后，用滴管小心滴入苯至其容积的4/5（约0.4g），套好胶囊，再用分析天平称出苯的质量。
将装好试样的胶囊置于燃烧杯中，接上点火丝并用胶带使其螺旋线状紧贴在胶囊上，记录胶带长度，然后点火，测其燃烧热。扣除胶囊，胶带后的热值后即为苯的燃烧热。
同法测定环己烷和环己烯的燃烧热。
4.3、测定胶囊、胶带的燃烧热
称取10个胶囊，截取10倍长度(前面记录值)的胶带，捆绑点火丝（记录长度）后置于燃烧杯中，同上法测定胶囊，胶带的燃烧热（10倍）。
5 实验结果和讨论
5.1、实验数据记录

物质
苯甲酸 环己烯 苯 环己烷 十个胶囊
点火前 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
点火后 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
稳定后 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

环己烯： MP2=-233.8205645
环己烷： MP2=-235.0110456
苯： MP2=-231.4871881
十个胶囊：M=1.027g 十根燃烧丝：M=0.137g
②环己烷：燃烧丝：0.013g 胶囊：0.099g 胶囊+环己烷：0.500g
③苯： 燃烧丝：0.014g 胶囊：0.099g 胶囊+苯：0.544g
④环己烯：燃烧丝：0.012g 胶囊：0.102g 胶囊+环己烯：0.512g
⑤苯甲酸：燃烧丝：0.008g 苯甲酸+燃烧丝：1.009g

精密温差仪的校订

项目
温度 T1 T2 ΔT T平均
①十个胶囊 16.72 18.24 1.53 17.49
②环己烷 16.49 18.13 1.58 17.28
③苯 16.74 18.06 1.65 17.24
④环己烯 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丝=1.4kJ/mol.g
水当量：m苯甲酸*|Qv,苯甲酸|+|Q丝|m丝=W水ΔT苯甲酸 得：W水 =12.017kJ/mol
10*|Qv,胶囊|+|Q丝|m丝=W水ΔT十个胶囊 得：Qv,胶囊=-1.819kJ/mol
m苯/M苯*|Qv,苯|+|Q丝|m丝+|Qv,胶囊|=W水ΔT苯 得：Qv,苯=-2514.65 kJ/mol
m环己烯/M环己烯*|Qv,环己烯|+|Q丝|m丝+|Qv,胶囊|=W水ΔT环己烯 得：Qv,环己烯=-3097.78kJ/mol
m环己烷/M环己烷*|Qv,环己烷|+|Q丝|m丝+|Qv,胶囊|=W水ΔT环己烷 得：Qv,环己烷=-2808.17kJ/mol
Qp苯=Qv,苯+n苯RT=-2521.89kJ/mol
同理：Qp,环己烯=-3109.85kJ/mol Qp,环己烷=-2815.41kJ/mol
E=(|△H环己烷|-|△H苯|)-3(|△H环己烷|-|△H环己烯|)=(|Qp,环己烷|-|Qp苯|)-3(|Qp,环己烷|-|Qp,环己烯|)=136.82kJ/mol
实验误差：Er=(E理论值-E测量值)/E理论值=(152kJ/mol-136.82kJ/mol)/152kJ/mol×100%=9.98%
三、实验心得（或误差分析）
通过本次实验，我加深了对稳定化能和共轭分子结构的理解，以及重新熟悉了对GUASS软件的使用。实验中了多次使用了氧弹式量热计。经过这次的实验我更加熟悉了论文的写作资料的查找，文献的查阅，为进一步学习打下基础。
通过本实验我也进一步锻炼了动手能力，增强了实验技能。尤其重要的是自己对有机实验产生了浓厚的兴趣，体会到做好一个实验的艰辛，将平时实验中学到的知识应用到实践中去，体会到做好一个实验确实不是一件容易的事，一定要细心，认真！要有一丝不苟的态度，还要有足够的自信心，和良好的实验技能！
总之，化学需要严谨的科学态度，在学习化学过程中，步步谨慎，才可获得满意的结果。

希望对您有所帮助，望采纳谢谢！！！

2. 配位化合物中，有关晶体场稳定化能的计算

由于CO是强场，因此3d84s2 ——>3d10 4s0
Ni(CO)4的电子组态是四面体场，电子组态是e^4 t2^6
CFSE=0

3. 无机化学中稳定常数k稳怎么算

在标准状态下，Kf＝1／Kd。

Kd是配离子不稳定性的量度，对相同配位数的配离子来说，Kd越大，表示配离子越易解离；

Kf是配离子稳定性的量度，Kf越大，表示配离子越稳定，两者成倒数关系。

至于化学平衡常数，用K表示。其中以浓度表示的成为浓度平衡常数，记作Kc，以分压表示的成为压力平衡常数，记作Kp。

对于气相反应，假设反应物和生成物均为理想气体时，有Kp＝（RT）＾n，式中n＝生成物序数之和—反应物序数之和。

(3)化学稳定化能怎么算扩展阅读：

则平衡常数表达式为：

K不稳值愈大，表示配离子离解愈多，故称K不稳为配离子的不稳定常数。

K稳和K不稳互成倒数：

金属离子Mn+和配位体A-生成配离子MA(n-x)+x，在水溶液中存在如下平衡：

根据平衡移动原理，改变Mn+或A-的浓度，会使上述平衡发生移动。若在上述溶液中加入某种试剂使Mn+生成难溶化合物，或者改变Mn+的氧化状态，都会使平衡向左移动。若改变溶液的酸度使A-生成难离解的弱酸，也可使平衡向左移动。

配合平衡同样是一种相对的平衡状态，它同溶液的PH值、沉淀反应、氧化还原反应等都有密切的关系。

4. 晶体场稳定化能(CFSE)计算方法

晶体场稳定化能：

(4)化学稳定化能怎么算扩展阅读

中心原子d 轨道在八面体场中分裂为两组（dy和de)，根据晶体场理论，可以计算出分裂后的dy和 de轨道的相对能量。

在八面体配合物中，中心原子5 个 d 轨道在球形负电场作用下能量均升高，升高后的平均能量作为计算相对能量的比较标准，在八面体场中d 轨道分裂前后的总能量保持不变。

即正八面体场中d 轨道能级分裂的结果是：dy能级中每个轨道的能量上升0. 64。而de能级中每个轨道的能量下降0 .4 。由于d 电子优先进入能量较低的de轨道，使电子进入分裂后的轨道比处于未分裂d 轨道（在球形场中）时的总能量有所降低。

系统所降低的总能量，称为晶体场稳定化能（用符号CFSE® 表示）。

5. 【结构化学】画出d5组态在强八面体场中的电子排布方式,并求其晶体场稳定化能（东北师范大学研究生入学试题

d5，5个电子，强场低自旋，电子应优先排列在能量低的t2g轨道上。故电子排布为t2g5 eg0（2g，g为下角标，5，0为上角标），t2g轨道上的5个电子分布在三个轨道上，为↑↓，↑↓，↑。即两个轨道上分别有两个自旋相反的电子，一个轨道上有一个单个电子。
晶体场稳定化能的计算公式：
CFSE＝－（－4n1+6n2)Dq-(m1-m2)P，式中n1为t2g轨道上的电子数，n2为eg轨道上的电子数，m1、m2分别为八面体场、球形场中的d轨道的成对电子数。
对于d5强场来说，n1=5，n2=0，m1＝2，m2＝0。故
CFSE＝－（－4*5+6*0)Dq-(2-0)P＝20Dq－2P。

6. 如何通过实验计算苯的键长

一、综述
现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）表明,苯分子是一个平面正六边形构型,键角都是120°,碳碳键长都是0.1397nm.图示如下：
1.
(1) 杂化轨道理论解释
苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道成键的,故键角均为120°,所有原子均在同一平面上.
未参与杂化的P轨道都垂直与碳环平面,彼此侧面重叠,形成一个封闭的共轭体系,由于共轭效应使π电子高度离域,电子云完全平均化,故无单双键之分.
(2) 分子轨道理论解释
分子轨道理论认为,分子中六个P轨道线形组合成六个π分子轨道,其中三个成键规定,三个反键轨道.在基态时,苯分子的六个π电子成对填入三个成键轨道,其能量比原子轨道低,所以苯分子稳定,体系能量较低 .
苯分子的大π键是三个成键轨道叠加的结果,由于π电子都是离域的,所以碳碳键长完全相同.
从氢化热看苯的稳定性
苯的稳定化能（离域能或共振能）=360-208=152KJ/mol
2.苯的共振式和共振论的简介
（1）．基本要点：
a.当一个分子、离子或游离基按照理论可以写出两个以上经典结构式时,这些经典结构式构成了一个共振杂化体,共振杂化体接近实际分子.
b.书写极限式时,必须严格遵守经典原子结构理论.原子核的相对位置不能改变,只允许电子排布上有所差别.
c.在所有极限式中,未共用的电子数必须相等.
d.分子的稳定程度可用共振能表示.苯的共振能为150.4 KJ/mol
（2）．共振论解释苯的结构
二、实验
1 实验目的
1、明确稳定化能的概念.了解怎样采用实验方法和理论计算得到苯分子稳定化能的数据.
2、用氧弹量热计测定苯、环己烷、环己烯的恒容燃烧热,从所得数据计算苯分子的稳定化能.
3、采用量子化学方法,使用GAUSS软件计算苯分子的稳定化能,并与实验值相对比.
2 实验原理
燃烧热是指1moL物质与氧进行完全氧化反应得热效应.如果是在恒容条件下测得的燃烧热,称为恒容燃烧热,用符号Qv,m表示.同理,若是在恒压条件下测得的燃烧热则称为恒压燃烧热,用Qp,m表示.若把参加反应的气体和反应生成的气体近似为理想气体,则有反应式：
Qp,m = Qv,m + (△n)RT = △H
测量化学反应热的仪器称为量热计.本实验采用氧氮式量热计测量环己烷,环己烯以及苯和胶囊的恒容燃烧热,进而求得恒压燃烧热.
m ∣Qv,m∣ + ∣ Q丝∣ = W水△T
环己烷和环己烯的生成热之差可视为双键的生成热.如果苯环有3个双键,苯和环己烷的生成热之差应该是双键生成热的3倍.实际上,苯的能量却低于由3个双键所预期的值.
3∣△E∣

7. 二价铁离子的晶体场稳定化能怎么算

晶体场稳定化能的公式：CFSE=4×(-0。4△o)+P=-1。6△o+P$d6，若d轨道不是处在全满或全空时，d电子分裂轨道后的总能量低于分裂前轨道的总能量。这个总能量的降低值，称为晶体场稳定化能。
  此能量越大，配合物越稳定。在形成配合物时，当在能量较低的de轨道中填上3个电子后，第4个电子是填在de轨道中成对，这要看成对能（P）与分裂能（D）的相对大小。通常在强场中PD则填充在dy轨道（单电子）。
  性质：配位化合物中的电子进入分裂后的d轨道比未分裂前所降低的能量。其值一般由光谱测定或点电荷模型近似计算。利用稳定化能可进一步讨论配位化合物的热力学和反应动力学等性质。

8. 晶体场稳定化能 怎么求

八面体场：-3/5×eg轨道电子个数+2/5×t2g轨道电子数
四面体场是八面体场计算正负号颠倒的

9. CFSE是怎么确定的 主要是计算其稳定化能

1)把配位键设想为完全带正电荷的阳离子与配体（视为点电荷或偶极子)之间的静电引力.(2)配体产生的静电场使金属原来五个简并的d轨道分裂成两组或两组以上能级不同的轨道,有的比晶体场中d轨道的平均能量降低了,有的升高了.分裂的情况主要决定于中心原子(或离子)和配体的本质以及配体的空间分布.(3)d电子在分裂的d轨道上重新排布,此时配位化合物体系总能量降低(这个总能量的降低值称为晶体场稳定化能(CFSE).