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化学の問題(高校レベル)

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お礼率 63% (187/295)

SiO2(結晶)の生成熱は859KJ/mol,O2(気)の結合エネルギーは494KJ/molである。
ケイ素の単体はダイヤモンドに似た結晶として存在し、結晶中の格Si原子は他の4つのSi原子と結合している。このSi結晶を壊し、バラバラのSi原子の状態にするためのエネルギー(格子エネルギー)は368KJ/molである。この場合のSi-Si結合の結合エネルギーは184KJ/molである。
 以上を参考にして、Si結晶におけるSi-O結合の結合エネルギーを求めよ。答えは有効数字3桁求め計算過程も示せって言う問題です。
名古屋市大医学部の99年度の問題だと思うんですが全くわかりません。どうかご教授お願いします。
答えは430KJ/molです
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質問者が選んだベストアンサー

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レベル8

ベストアンサー率 58% (23/39)

この問題は、ヘスの法則(でしたよね?)を使う問題です。

ヘスの法則は総エネルギーの保存則のようなもので、
ある状態から別の状態へ移る時に加えられたり持っていたエネルギーの総和は
変わらないといったようなものです。

この場合は、SiO2の結晶から酸素の原子状態とケイ素原子の状態までを考えれば良いと思います。

SiO2の生成熱は、ケイ素の結晶と酸素分子から生成される時のエネルギーですね。
酸素分子を酸素原子にするには494KJ/molのエネルギーが必要です。
ケイ素の結晶をケイ素の原子にするには、368KJ/molのエネルギーが要りますね。

SiO2 → Si(結晶)+O2 → Si(結晶)+ 2O → Si(原子)+2O

2酸化ケイ素の結晶からケイ素と酸素の原子状態までのエネルギーは
これで分かりますから、SiO2の持つ結合エネルギーが計算できますね。
つまり、上のエネルギーの合計ですね。

ケイ素と酸素の結合は、ケイ素1つに付き4つありますから、
エネルギーの合計を4で割れば良いわけです。

とりあえず簡単に説明しましたが、分からないところがありましたら、
補足してください。
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