• 締切済み

ダイヤモンドの燃焼熱

ダイヤモンドは炭素原子が4方向に結合している構造をとっています。 燃焼熱を出す際に、C-C結合エネルギーを求めて出す方法だと、なぜ一つの炭素原子は2つ分のC-C結合をしていると考えてよいのでしょうか? 4つ結合してるから4つ分じゃないのでしょうか?

  • 化学
  • 回答数2
  • ありがとう数0

みんなの回答

  • Ichitsubo
  • ベストアンサー率35% (479/1351)
回答No.2

実際にそう言うものはダイヤモンドとは呼べませんが、炭素原子2つからなるダイヤモンドを考えてみましょう。 構造式はC-Cです。 ほらね。 結合は原子にあるものではなくて、原子と原子の間にあるものだからです。

noname#160321
noname#160321
回答No.1

炭素一つに換算するとC-C結合エネルギーの半分が各個の炭素の「持ち分」です。ですから四つの結合でC-C結合エネルギー二つ分で良いのです。

yoshi456
質問者

補足

>>炭素一つに換算するとC-C結合エネルギーの半分が各個の炭素の「持ち分」です。 なんとなく分かるような気もしますが、なんかまだモヤモヤが残ります。 一つの結合を1個分として換算したらダメな理由を教えてください。 一応自分なりに考えてみると、例えば、H2があるとします。 一個の水素はH-H結合の半分の力で結合しているのですから、引き離すにはH-Hエネルギーでできます。 ダイヤモンドも炭素自体はC-Cの半分のエネルギーしか持っていないので、炭素1個でC-C一個分と換算すると、その炭素と結合している炭素も1個分として数えられるので、実際必要なエネルギーの2倍になってしまうからと考えてよいのでしょうか? 結合系の問題は、半分のエネルギーで考えるのが本質的な考え方といってよいでしょうか?

関連するQ&A

  • 熱化学 炭素 結合エネルギー

    高校化学で変に考えすぎか、分からなくなってしまった部分があり、質問します。  炭素の同素体、ダイヤ、グラファイト、フラーレンC60を題材に、熱化学方程式(燃焼)、黒鉛からC60、ダイヤの式を書かせ炭素原子1molが吸収する熱量を求め、熱量の多い順に答えた後、 図で結晶構造と昇華熱が与えられ、「黒鉛、ダイヤ、C60中の各C、C間結合エネルギーを求める」問題の答えが分からなくなってしまいました。 自分で出した答えは、 (1)ダイヤはC1個が4本結合手を出していて、黒鉛は3本(残り1本は使われず自由に動いてるから導電性を持つ)だから、 (1molのC 固)= C(気)-昇華熱 から、黒鉛なら昇華熱/3、ダイヤなら昇華熱/4かと思ったのですが、大学無機化学の参考書等から、この式からダイヤの結合エネルギーを求める場合、/2なのです。実験値からも大体あってて、この問いでは黒鉛>ダイヤになってしまいますが、結合エネルギーをそういう計算でだしていいのか?分からなくなってしまいました。 (2)最後にC60の結合エネルギーも同様に出すのですが、昇華熱からC60(固)=60C(気)ー昇華熱 となり、問題文の誘導は「六員環20こと五員環12こから成る。・・・単結合、二重結合全ての結合エネルギーの平均値は(  )と求められる。」とあり、 自分で出した答えは、 フラーレンの結合は30個ずつの単・二重結合で計60この結合で均一に計算して昇華熱/60が出した答えなのですが、これでいいのか自信がありません。 (1)で、昇華熱/2の根拠も分かりません。自分の考え方が難しくしているだけで、もっと簡単に考えればいいような感じですが、こういうときに決まった計算の仕方等があって私が知らない(忘れている)せいか、分からないので質問します。宜しくお願いいたします。

  • 燃焼熱から生成熱を求めるとき

    炭素・水素・メタンの燃焼熱から、メタンの生成熱を求めるとき、「メタンの生成熱=炭素の燃焼熱+水素の燃焼熱ーメタンの燃焼熱」で答えが導き出せるようなのですが、どうしてこのようにしてメタンの生成熱が求まるのかがわかりません。 炭素の燃焼熱=二酸化炭素の生成熱、水素の燃焼熱=水の生成熱だということは分かります。 これは、(反応熱)=(生成物の生成熱の和)-(反応物の生成熱の和)という式と何か関係があるのでしょうか。 また、基礎的なことなのですが、生成物はどういったもので、反応物はどういったものだという理解ができていません。簡単に言うと、生成物とは何で、反応物とは何なのでしょうか。 教えていただけると幸いです。 よろしくお願いします。

  • ダイヤモンドの一番端っこの炭素について

    高校化学の質問です。 共有結合結晶の例としてダイヤモンドを習いました。 ダイヤモンドは正四面体の頂点方向に出た炭素Cの手(不対電子)がすべて共有結合しているのはわかったのですが、結晶の一番端っこの炭素(つまり、ダイヤモンドの一番表面部分にある炭素)については、共有結合に使っていない手があるのでしょうか。 あるいは、端っこの炭素は何か別のものと結合しているのでしょうか。端っこの部分の炭素の結合について教えてください。

  • エタノールの燃焼熱の計算

    結合エネルギーを使いエタノールC2H5OHの燃焼熱を計算しなさい。 答えはkj/mol C2H5OH とkj/g C2H5OHの両方で示しなさい。 計算式と解答を教えてください。

  • ダイヤモンドの構造

    ダイヤモンドはsp3混成軌道で共有結合をしているらしいのですが ダイヤモンドの表面ではいったいどんな構造をしているのですか? 炭素だけで済まそうとすると必ず歪んでしまう気がします…。

  • ダイヤモンドの価電子帯はどの軌道から出来ているのでしょうか?

    固体中で多数の原子軌道が重なり合うことで、エネルギーバンドが形成することの説明の一つとして、隣接する原子どうしの軌道の重なり方によって最も結合的なものから反結合的なものまでエネルギー準位が分裂し、 たとえばS軌道でいえば + + + + + + + + … のようなものが最低エネルギーで、 + - + - + - + - … が最高エネルギーを取る、というものがあります。 それぞれの軌道のエネルギー準位は節の数が増えるにしたがって上から下まで連続的に並んでいると理解しています。 一方で、例えばC2分子は、2つのC原子が持つ軌道が混成して結合性軌道と反結合性軌道を作り、そのうち電子は結合性の軌道のみを埋めるとすると、これをダイヤモンドに拡張したとき、電子が2sp3混成軌道からできるバンドのうち、結合性の軌道のみを埋めていて、反結合性軌道は空軌道となっていると思うのですが、その間にバンドギャップが存在する、というのが上の説明とはどうもうもうまくかみ合わない気がするのですが・・・ ダイヤモンドの価電子帯はどの軌道によって出来ているのでしょうか?

  • ダイアモンドを燃やすと

    ダイアモンドは、結晶構造を持つ炭素の同素体ですよね。 では、ダイアモンドを燃やすと、ダイアモンド→二酸化炭素のように直接なるのでしょうか。それとも、ダイアモンド→(結晶構造が崩れて)黒い炭素→二酸化炭素という反応をするのでしょうか。

  • フラーレンの燃焼熱の解法を教えてください。

    フラーレンC60は単結合60個、二重結合30個、六角形面20個、五角形面12個であっていると思うのですが、燃焼熱の計算方法がわかりません。 C-O 352 kJ/mol C=O 799 kJ/mol C-C 366 kJ/mol C=C 589 kJ/mol O=C 494 kJ/mol というヒントは与えられています。

  • 反応熱の問題です

    反応熱の問題です。 よろしくお願いします。 水素、黒鉛、メタンの燃焼熱はそれぞれ286KJ/mol,394KJ/mol,890KJ/molである。 1)メタンの分解熱を求めよ。 2)H-Hの結合エネルギーは432KJ/mol,黒鉛の昇華熱は720KJ/molである。メタンのC-Hの結合エネルギーを求めよ。 1)の方は答えが210KJ/molらしいのですが、いくら解いても、-76KJ/molにしかなりません。 2)に関してはどうすればいいのかまったく分かりません。 それぞれ答えだけでなく、解法を詳しく教えていただけると助かります。 よろしくおねがいします。

  • メタンの完全燃焼の熱化学方程式について

    メタンの完全燃焼の熱化学方程式についてについてわからずに困っております。何卒宜しくお願いします。 メタンの完全燃焼の熱化学方程式は次の通りである。 CH4+2O2=CO2+2H2O+892KJ 次の説明で誤っているものはどれか。 ただし原子量はC=12,H=1,O=16とすし、H2Oは水蒸気と考える。 1)メタン1モルが完全燃焼するためには2モルの空気が必要である。 2)メタン1モルが完全燃焼するとその結果1モルの二酸化炭素が発生する。 3)空気中に酸素が20%存在するとすればメタン1モルの完全燃焼に対して空気は10モル必要である。 4)反応後の気体の体積は変化しない。 5)反応の前後の物質は総重量は不変である。