2. Визначити енергію зв'язку атома вуглецю 12С6. "..
Ответы
Відповідь:
Енергія зв'язку атома вуглецю може бути визначена з використанням формули Е = (m(атома) - m(електронів) - m(ядра))c², де Е - енергія зв'язку, m(атома) - маса атома вуглецю, m(електронів) - сума мас всіх електронів в атомі, m(ядра) - маса ядра вуглецю, c - швидкість світла.
Маса ядра вуглецю 12С6 дорівнює 12 атомним одиницям (або 1.992648×10^-26 кг), а сумарна маса електронів в атомі вуглецю (зокрема, за їх кількістю у стані з найнижчою енергією, грунтовному стані) дорівнює близько 0.00054858 атомним одиницям (або 9.10938356×10^-31 кг).
Таким чином, Е = (12 - 0.00054858 - 12) * (2.99792458×10^8)² ≈ 1.09678×10^15 Дж.
Отже, енергія зв'язку атома вуглецю 12С6 становить близько 1.09678×10^15 Дж.
Пояснення:
Енергія зв'язку атома вуглецю може бути визначена як енергія, необхідна для розриву всіх зв'язків у молекулі та роз'єднання її на окремі атоми в стані спокою.
Атом вуглецю 12С6 має шість електронів та шість протонів у ядрі. У нормальних умовах він утворює ковалентний зв'язок з іншими атомами вуглецю та водню, що призводить до утворення різних сполук, наприклад, метану (CH₄) та бензену (C₆H₆).
Середнє значення енергії зв'язку C-C та C=C становить близько 347 кДж/моль та 611 кДж/моль відповідно. Енергію зв'язку атома вуглецю можна визначити шляхом розрахунку середньої енергії, необхідної для розриву зв'язку між атомом вуглецю та сусідніми атомами, та поділу цієї величини на кількість зв'язків у молекулі.
У молекулі вуглецю 12С6 існує шість C-C зв'язків та жодного C=C зв'язку. Тому, середня енергія зв'язку атома вуглецю може бути обчислена як:
E(C-C) = (6 зв'язків) × (347 кДж/моль) = 2082 кДж/моль
E(зв'язку C-C в молекулі вуглецю 12С6) = 2082 кДж/моль
Отже, енергія зв'язку атома вуглецю в молекулі вуглецю 12С6 становить близько 2082 кДж/моль.