Характеристики химических связей

При анализе протекания реакций с формальных позиций не понятно, почему при действии С1₂ на С₂Н₆ идет замещение атомов водорода, а не разрыв связи углерод — углерод. Энергия разрыва связи С—Н составляет 414 кДж/моль, а связи С—С - лишь 339 кДж/моль. Однако всегда проходит реакция (а), а не (б):

_hn

СН₃— СН₃ + С1₂ ¾® СН₃—СН₂С1 + НС1 ; (а)

_hn

СН₃—СН₃ + С1₂ ¾® 2СН₃С1. (б)

В таких случаях необходимо оценивать не только энергию разрыва соответствующих связей, а общий энергетический эффект процесса. Для реакции (а) затраты энергии следующие: гомолитический разрыв связи С1—С1 требует 243 кДж/моль, связи С—Н - 414 кДж/моль, всего - 657 кДж/моль. При образовании связи Н—С1 выделяется 431 кДж/моль энергии, а связи С—С1 - 326 кДж/моль. Всего при этом выделяется 757 кДж/моль. Следовательно, реакция (а) экзотермична и ее энергетический эффект равен 100 кДж/моль. Для реакции (б) затраты на разрыв связей С1—С1 и С—С равны соответственно 243 и 339 кДж/моль, всего - 582 кДж/моль. При образовании двух связей С—С1 выделяется энергия 326 × 2 = 652 кДж/моль. Таким образом, реакция (б) тоже экзотермична, но энергетический эффект равен только 71 кДж/моль. Отсюда нетрудно сделать вывод, что пойдет реакция (а), а не (б).

(Мерой полярности связи является электрический момент диполя – ЭДМ - m, представляющий собой произведение длины диполя l на абсолютный эффективный заряд g: m=g×l. Электрический момент диполя обычно выражают в дебаях (D): 1D=3,33×10^-30 Кл×м.)