Energia wiązania jest ważną koncepcją w chemii, która opisuje ilość energii wymaganej do zerwania wiązań między gazami kowalencyjnymi. Energie wiązań typu Fill nie dotyczą wiązań jonowych. Gdy 2 atomy łączą się ze sobą, tworząc nową cząsteczkę, stopień siły wiązania między atomami można określić, mierząc ilość energii wymaganej do zerwania wiązania. Pamiętaj, że jeden atom nie ma energii wiązania; ta energia istnieje tylko w wiązaniach między dwoma atomami. Aby obliczyć energie wiązań, po prostu określ całkowitą liczbę zerwanych wiązań, a następnie odejmij całkowitą liczbę utworzonych wiązań.
Krok
Część 1 z 2: Określanie zerwanych i uformowanych więzów
Krok 1. Zdefiniuj równanie, aby obliczyć energię wiązania
Energia wiązania jest definiowana jako suma wszystkich zerwanych wiązań minus liczba utworzonych wiązań: H = H(zerwać wiązanie) - H(utworzone wiązanie). H to zmiana energii wiązania, znana również jako entalpia wiązania, a H to suma energii wiązania dla każdej strony równania.
- To równanie jest formą prawa Hessa.
- Jednostką energii wiązania jest kilodżul na mol lub kJ/mol.
Krok 2. Napisz równanie chemiczne pokazujące wszystkie wiązania międzycząsteczkowe
Gdy równanie reakcji w zadaniu jest zapisane tylko za pomocą symboli chemicznych i liczb, napisanie tego równania jest pomocne, ponieważ opisuje wszystkie wiązania, które tworzą się między różnymi pierwiastkami i cząsteczkami. Ta wizualna reprezentacja pozwoli ci obliczyć wszystkie wiązania, które zostały zerwane i utworzone po stronie reagenta i produktu równania.
- Pamiętaj, lewa strona równania to reagenty, a prawa strona to produkty.
- Wiązania pojedyncze, podwójne i potrójne mają różne energie wiązania, więc koniecznie narysuj diagram z prawidłowymi wiązaniami między elementami.
- Na przykład, jeśli narysujesz następujące równanie dla reakcji między 2 wodorami i 2 bromami: H2(g) + Br2(g) - 2 HBr(g), otrzymasz: H-H + Br-Br - 2 H-Br. Łącznik (-) wskazuje na pojedyncze wiązanie między pierwiastkami w substratach i produktach.
Krok 3. Poznaj zasady liczenia zerwanych i powstałych więzi
W niektórych przypadkach energie wiązania, które zostaną użyte do tego obliczenia, będą średnią. To samo wiązanie może mieć nieco inne energie wiązania w zależności od utworzonych cząsteczek; dlatego powszechnie stosuje się średnią energię wiązania..
- Wiązania pojedyncze, podwójne i potrójne traktowane są jako 1 przerwa. Wszystkie mają różne energie więzi, ale liczą się tylko jako jedno zerwanie.
- To samo dotyczy formacji pojedynczych, podwójnych lub potrójnych. Będzie to liczone jako jedna formacja.
- W tym przykładzie wszystkie wiązania są wiązaniami pojedynczymi.
Krok 4. Zidentyfikuj przerwanie wiązania po lewej stronie równania
Lewa strona równania zawiera reagenty, które będą reprezentować wszystkie zerwane wiązania w równaniu. Jest to proces endotermiczny, który wymaga absorpcji energii do zerwania wiązań.
W tym przykładzie lewa strona ma 1 wiązanie H-H i 1 wiązanie Br-Br
Krok 5. Policz wszystkie wiązania utworzone po prawej stronie równania
Prawa strona równania zawiera wszystkie produkty. To są wszystkie więzi, które się utworzą. Tworzenie wiązań to egzotermiczny proces, który uwalnia energię, zwykle w postaci ciepła.
W tym przykładzie prawa strona ma 2 wiązania H-Br
Część 2 z 2: Obliczanie energii wiązania
Krok 1. Znajdź energię wiązania danego wiązania
Istnieje wiele tabel, które zawierają informacje o średnich energiach wiązań poszczególnych wiązań. Możesz to sprawdzić w Internecie lub w książkach o chemii. Należy zauważyć, że informacje o energii wiązania w tabeli dotyczą zawsze cząsteczek gazowych.
- Na przykład chcesz znaleźć energie wiązania H-H, Br-Br i H-Br.
- H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.
-
Aby obliczyć energię wiązania cząsteczki w postaci ciekłej, należy również obliczyć entalpię zmiany parowania dla cząsteczki cieczy. Jest to ilość energii potrzebna do przekształcenia cieczy w gaz. Ta liczba jest dodawana do całkowitej energii wiązania.
Na przykład: Jeśli pytanie dotyczy wody w stanie ciekłym, dodaj do równania zmianę entalpii parowania wody (+41 kJ)
Krok 2. Pomnóż energię wiązania przez liczbę zerwanych wiązań
W niektórych równaniach ta sama więź może zostać zerwana wiele razy. Na przykład, jeśli w cząsteczce znajdują się 4 atomy wodoru, energię wiązania wodorowego należy obliczyć cztery razy, czyli razy 4.
- W tym przykładzie jest tylko 1 wiązanie na cząsteczkę, więc po prostu pomnóż energię wiązania przez 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
Krok 3. Zsumuj wszystkie energie wiązań zerwanych wiązań
Po pomnożeniu energii wiązań przez liczbę pojedynczych wiązań należy zsumować wszystkie wiązania po stronie substratu.
W naszym przykładzie liczba zerwanych wiązań wynosi H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol
Krok 4. Pomnóż energię wiązania przez liczbę utworzonych wiązań
Podobnie jak podczas pracy nad zerwaniem wiązań po stronie substratu, musisz pomnożyć liczbę wiązań utworzonych przez odpowiednie energie wiązania. Jeśli powstają 4 wiązania wodorowe, pomnóż energię tych wiązań przez 4.
W tym przykładzie powstają 2 wiązania H-Br tak, że energia wiązania H-Br (366 kJ/mol) zostanie pomnożona przez 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol
Krok 5. Dodaj wszystkie powstałe energie wiązania
Ponownie, podobnie jak zrywanie wiązań, wszystkie wiązania utworzone po stronie produktu są sumowane. Czasami powstaje tylko 1 produkt i możesz pominąć ten krok.
W naszym przykładzie powstaje tylko 1 produkt, więc energia utworzonego wiązania jest równa energii wiązania 2 wiązań H-Br, która wynosi 732 kJ/mol
Krok 6. Odejmij liczbę wiązań utworzonych przez zerwane wiązania
Po zsumowaniu wszystkich energii wiązań po obu stronach, po prostu odejmij zerwane wiązania od utworzonych wiązań. Zapamiętaj to równanie: H = H(zerwać wiązanie) - H(utworzone wiązanie). Wstaw liczby do wzoru i odejmij.
W tym przykładzie: H = H(zerwać wiązanie) - H(utworzone wiązanie) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
Krok 7. Ustal, czy cała reakcja jest endotermiczna czy egzotermiczna
Ostatnim krokiem jest obliczenie energii wiązania, aby określić, czy reakcja uwalnia energię, czy też zużywa energię. Reakcja endotermiczna (która zużywa energię) będzie miała dodatnią końcową energię wiązania, podczas gdy reakcja egzotermiczna (która uwalnia energię) będzie miała ujemną energię wiązania.
