Energia de legătură este un concept important în chimie care descrie cantitatea de energie necesară pentru a sparge legăturile dintre gazele de legătură covalentă. Energiile de legătură de tip umplere nu se aplică legăturilor ionice. Când 2 atomi se leagă împreună pentru a forma o nouă moleculă, gradul de rezistență a legăturii dintre atomi poate fi determinat prin măsurarea cantității de energie necesară pentru a sparge legătura. Amintiți-vă, un atom nu are energie de legătură; această energie există doar în legături între doi atomi. Pentru a calcula energiile de legătură, pur și simplu determinați numărul total de legături rupte, apoi scădeți numărul total de legături formate.
Etapa
Partea 1 din 2: Determinarea obligațiunilor rupte și formate
Pasul 1. Definiți ecuația pentru a calcula energia legăturii
Energia de legătură este definită ca suma tuturor legăturilor rupte minus numărul de legături formate: H = H(rupe legătura) - H(legătură formată). H este modificarea energiei legăturii, cunoscută și sub numele de entalpia legăturii, și H este suma energiilor legăturii pentru fiecare parte a ecuației.
- Această ecuație este o formă a Legii lui Hess.
- Unitatea pentru energia legăturii este kilojulul pe mol sau kJ / mol.
Pasul 2. Scrieți o ecuație chimică care să arate toate legăturile intermoleculare
Când ecuația reacției din problemă este scrisă numai cu simboluri chimice și numere, scrierea acestei ecuații este utilă deoarece descrie toate legăturile care se formează între diferitele elemente și molecule. Această reprezentare vizuală vă va permite să calculați toate legăturile care sunt rupte și formate pe laturile reactantului și ale produsului ecuației.
- Amintiți-vă, partea stângă a ecuației este reactanții, iar partea dreaptă sunt produsele.
- Legăturile simple, duble și triple au energii de legătură diferite, deci asigurați-vă că desenați o diagramă cu legăturile corecte între elemente.
- De exemplu, dacă trageți următoarea ecuație pentru reacția dintre 2 hidrogeni și 2 brom: H2(g) + fr2(g) - 2 HBr (g), veți obține: H-H + Br-Br - 2 H-Br. Cratima (-) indică o legătură simplă între elementele din reactanți și produse.
Pasul 3. Cunoașteți regulile de numărare a obligațiunilor rupte și formate
În unele cazuri, energiile de legătură care vor fi utilizate pentru acest calcul vor fi media. Aceeași legătură poate avea energii de legătură ușor diferite pe baza moleculelor formate; astfel, se utilizează în mod obișnuit energia medie a legăturii..
- Legăturile simple, duble și triple sunt tratate ca 1 pauză. Toți au energii de legătură diferite, dar contează ca o singură pauză.
- Același lucru este valabil și pentru formațiunile simple, duble sau triple. Aceasta va conta ca o singură formațiune.
- În acest exemplu, toate legăturile sunt legături simple.
Pasul 4. Identificați ruptura de legătură din partea stângă a ecuației
Partea stângă a ecuației conține reactanții, care vor reprezenta toate legăturile rupte din ecuație. Este un proces endoterm care necesită absorbția energiei pentru a rupe legăturile.
În acest exemplu, partea stângă are 1 legătură H-H și 1 legătură Br-Br
Pasul 5. Numărați toate legăturile formate pe partea dreaptă a ecuației
Partea dreaptă a ecuației conține toate produsele. Acestea sunt toate legăturile care se vor forma. Formarea legăturilor este un proces exoterm care eliberează energie, de obicei sub formă de căldură.
În acest exemplu, partea dreaptă are 2 legături H-Br
Partea 2 din 2: Calculul energiei obligațiunilor
Pasul 1. Găsiți energia legăturii legăturii în cauză
Există multe tabele care conțin informații despre energiile medii de legătură ale unei anumite legături. O puteți căuta pe internet sau în cărți de chimie. Este important să rețineți că informațiile despre energia legăturilor din tabel sunt întotdeauna pentru moleculele gazoase.
- De exemplu, doriți să găsiți energiile de legătură ale H-H, Br-Br și H-Br.
- H-H = 436 kJ / mol; Br-Br = 193 kJ / mol; H-Br = 366 kJ / mol.
-
Pentru a calcula energia legăturii unei molecule sub formă lichidă, trebuie să găsiți și entalpia schimbării vaporizării pentru molecula lichidă. Aceasta este cantitatea de energie necesară pentru a transforma un lichid într-un gaz. Acest număr se adaugă la energia totală a legăturii.
De exemplu: Dacă întrebarea pune întrebări despre apa lichidă, adăugați la ecuație modificarea entalpiei de vaporizare a apei (+41 kJ)
Pasul 2. Înmulțiți energia legăturii cu numărul de legături rupte
În unele ecuații, puteți avea aceeași legătură ruptă de multe ori. De exemplu, dacă 4 atomi de hidrogen sunt într-o moleculă, energia legăturii de hidrogen trebuie calculată de patru ori, adică de 4 ori.
- În acest exemplu, există doar 1 legătură pe moleculă, deci înmulțiți pur și simplu energia legăturii cu 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ / mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ / mol
Pasul 3. Adună toate energiile de legătură ale legăturilor rupte
După înmulțirea energiilor de legătură cu numărul de legături individuale, trebuie să adăugați toate legăturile de pe partea reactantă.
În exemplul nostru, numărul de legături rupte este H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ / mol
Pasul 4. Înmulțiți energia legăturii cu numărul de legături formate
Ca și atunci când lucrați la ruperea legăturilor pe partea reactantă, trebuie să înmulțiți numărul de legături formate din energiile de legătură respective. Dacă se formează 4 legături de hidrogen, înmulțiți energia acestor legături cu 4.
În acest exemplu, se formează 2 legături H-Br astfel încât energia legăturii H-Br (366 kJ / mol) să fie înmulțită cu 2: 366 x 2 = 732 kJ / mol
Pasul 5. Adună toate energiile de legătură formate
Din nou, ca și ruperea legăturilor, se adaugă toate legăturile formate pe partea produsului. Uneori se formează doar 1 produs și puteți sări peste acest pas.
În exemplul nostru, există doar 1 produs format, astfel încât energia de legătură formată este egală cu energia de legătură a celor 2 legături H-Br care este 732 kJ / mol
Pasul 6. Se scade numărul de legături formate din legături rupte
Odată ce toate energiile de legătură de pe ambele părți sunt adunate, scade pur și simplu legăturile rupte prin legăturile formate. Amintiți-vă această ecuație: H = H(rupe legătura) - H(legătură formată). Conectați numerele în formulă și scădeți.
În acest exemplu: H = H(rupe legătura) - H(legătură formată) = 629 kJ / mol - 732 kJ / mol = -103 kJ / mol.
Pasul 7. Determinați dacă întreaga reacție este endotermă sau exotermă
Ultimul pas este de a calcula energiile de legătură pentru a determina dacă reacția eliberează energie sau consumă energie. Un endoterm (care consumă energie) va avea o energie de legătură finală pozitivă, în timp ce o reacție exotermă (care eliberează energie) va avea o energie de legătură negativă.
