成键与内聚
键能
/ bond EN-er-jee /
想象两片结实的胶带粘在一起。要把它们撕开,你得用力拉,粘得越牢,费的劲越大。化学键也类似:要打断它,你必须提供能量去克服那份吸引。键能正是这份代价——把两个原子之间的一根键拉开所需的能量。
由于成键的这一对原子处在比分开时更低的能量上,要把它们重新拽出来、打断键,就需要一份确定的能量。这份能量就是键能,通常以每根键多少电子伏特、或一大批键多少千焦来报出。键最初形成时,会释放出完全相同的能量,所以键能是一本双向的账本,记着造一根键和断一根键各要花多少、得多少。
键能之所以重要,是因为它是化学的脉搏:当一个反应所生成的新键强于它所打断的旧键时,反应就放出能量,这正是燃料燃烧会放热的原因。诚实的提醒是:人们报出的数值通常是个平均值——打断某根键所需的能量,会随原子上还连着什么而略有变化——所以表里列出的键能是可靠的向导,而非适用于每种情形的精确值。
天然气燃烧时,氧分子和甲烷分子的键被打断,重新组合成水和二氧化碳。生成物里的新键比被撕开的旧键更强,于是多出来的键能以热和光的形式逸出——就是你灶台上的那簇火焰。
燃气生成的键比断开的更强,差额以热的形式释放。
键能讲的是打断两个原子之间的一根键,而内聚能讲的是把整块固体拆散成自由原子。在固体里每个原子同时受到许多根键的作用,所以这两个量相关,却不能互换。
另见