L'energia d'enllaç és un concepte important en química que descriu la quantitat d'energia necessària per trencar els enllaços entre els gasos d'enllaç covalents. Les energies d'enllaços de tipus farcit no s'apliquen als enllaços iònics. Quan 2 àtoms s’uneixen per formar una nova molècula, es pot determinar el grau de força d’unió entre els àtoms mesurant la quantitat d’energia necessària per trencar l’enllaç. Recordeu, un àtom no té energia d'enllaç; aquesta energia només existeix en enllaços entre dos àtoms. Per calcular les energies d’unió, només cal determinar el nombre total d’enllaços trencats i restar el nombre total d’enllaços formats.
Pas
Part 1 de 2: Determinació dels bons trencats i formats
Pas 1. Definiu l’equació per calcular l’energia de l’enllaç
L'energia d'enllaç es defineix com la suma de tots els enllaços trencats menys el nombre d'enllaços formats: H = H(trencar el vincle) - H(enllaç format). H és el canvi de l'energia d'enllaç, també coneguda com a entalpia d'enllaç, i H és la suma de les energies d'enllaç per a cada costat de l'equació.
- Aquesta equació és una forma de la llei de Hess.
- La unitat d'energia d'enllaç és el quilojoule per mol o kJ / mol.
Pas 2. Escriviu una equació química que mostri tots els enllaços intermoleculars
Quan l’equació de la reacció del problema només s’escriu amb símbols i números químics, és útil escriure aquesta equació perquè descriu tots els enllaços que es formen entre els diversos elements i molècules. Aquesta representació visual us permetrà calcular tots els enllaços que es trenquen i es formen als costats del reactant i del producte de l’equació.
- Recordeu que el costat esquerre de l’equació són els reactius i el dret els productes.
- Els enllaços simples, dobles i triples tenen energies d'enllaç diferents, així que assegureu-vos de dibuixar un diagrama amb els enllaços correctes entre els elements.
- Per exemple, si dibuixeu la següent equació per a la reacció entre 2 hidrògens i 2 brom: H2(g) + Br2(g) - 2 HBr (g), obtindreu: H-H + Br-Br - 2 H-Br. El guionet (-) indica un enllaç únic entre els elements dels reactius i els productes.
Pas 3. Conegueu les regles per comptar els bons trencats i formats
En alguns casos, les energies d’enllaç que s’utilitzaran per fer aquest càlcul seran la mitjana. El mateix enllaç pot tenir energies d'enllaç lleugerament diferents en funció de les molècules formades; per tant, s’utilitza habitualment l’energia mitjana d’unió..
- Els enllaços simples, dobles i triples es tracten com a 1 trencament. Tots tenen energies d’enllaç diferents, però compten com un sol trencament.
- El mateix passa amb les formacions simples, dobles o triples. Això comptarà com una formació.
- En aquest exemple, tots els bons són bons simples.
Pas 4. Identifiqueu el trencament d’unió al costat esquerre de l’equació
El costat esquerre de l'equació conté els reactius, que representaran tots els enllaços trencats de l'equació. És un procés endotèrmic que requereix l’absorció d’energia per trencar enllaços.
En aquest exemple, el costat esquerre té 1 enllaç H-H i 1 enllaç Br-Br
Pas 5. Compteu tots els enllaços formats al costat dret de l’equació
El costat dret de l'equació conté tots els productes. Aquests són tots els vincles que es formaran. La formació d’enllaços és un procés exotèrmic que allibera energia, generalment en forma de calor.
En aquest exemple, el costat dret té 2 enllaços H-Br
Part 2 de 2: Càlcul de l’energia dels bons
Pas 1. Cerqueu l'energia d'enllaç de l'enllaç en qüestió
Hi ha moltes taules que contenen informació sobre les energies d'enllaç mitjanes d'un enllaç concret. Podeu buscar-lo a Internet o en llibres de química. És important tenir en compte que la informació sobre l'energia d'enllaços de la taula és sempre per a molècules gasoses.
- Per exemple, voleu trobar les energies d'enllaç de H-H, Br-Br i H-Br.
- H-H = 436 kJ / mol; Br-Br = 193 kJ / mol; H-Br = 366 kJ / mol.
-
Per calcular l'energia d'enllaç d'una molècula en forma líquida, també heu de trobar l'entalpia de canvi de vaporització de la molècula líquida. És la quantitat d’energia necessària per convertir un líquid en gas. Aquest nombre se suma a l'energia d'enllaç total.
Per exemple: si la pregunta fa sobre aigua líquida, afegiu el canvi d’entalpia de vaporització de l’aigua (+41 kJ) a l’equació
Pas 2. Multiplicar l'energia d'enllaç pel nombre d'enllaços trencats
En algunes equacions, es pot trencar el mateix enllaç moltes vegades. Per exemple, si hi ha 4 àtoms d'hidrogen en una molècula, l'energia dels enllaços d'hidrogen s'ha de calcular quatre vegades, és a dir, quatre vegades.
- En aquest exemple, només hi ha 1 enllaç per molècula, de manera que multipliqueu l'energia d'enllaç per 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ / mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ / mol
Pas 3. Sumeu totes les energies d'enllaç dels enllaços trencats
Després de multiplicar les energies d'enllaç pel nombre d'enllaços individuals, heu de sumar tots els enllaços del costat reactiu.
En el nostre exemple, el nombre d'enllaços trencats és H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ / mol
Pas 4. Multiplicar l'energia d'enllaç pel nombre d'enllaços formats
Igual que quan es treballa per trencar enllaços pel costat reactiu, ha de multiplicar el nombre d'enllaços formats per les energies d'enllaç respectives. Si es formen 4 enllaços d’hidrogen, multiplica l’energia d’aquests enllaços per 4.
En aquest exemple, es formen 2 enllaços H-Br de manera que l'energia d'enllaç H-Br (366 kJ / mol) es multiplicarà per 2: 366 x 2 = 732 kJ / mol
Pas 5. Sumeu totes les energies d'enllaç formades
De nou, com trencar els enllaços, es sumen tots els enllaços formats al costat del producte. De vegades, només es forma 1 producte i podeu ometre aquest pas.
En el nostre exemple, només hi ha 1 producte format, de manera que l'energia d'enllaç formada és igual a l'energia d'enllaç dels 2 enllaços H-Br que és 732 kJ / mol
Pas 6. Restar el nombre d'enllaços formats per enllaços trencats
Una vegada que es sumen totes les energies d'enllaç dels dos costats, simplement resteu els enllaços trencats pels enllaços formats. Recordeu aquesta equació: H = H(trencar el vincle) - H(enllaç format). Connecteu els números a la fórmula i resteu.
En aquest exemple: H = H(trencar el vincle) - H(enllaç format) = 629 kJ / mol - 732 kJ / mol = -103 kJ / mol.
Pas 7. Determineu si tota la reacció és endotèrmica o exotèrmica
L'últim pas és calcular les energies d'enllaç per determinar si la reacció allibera energia o consumeix energia. Un endotèrmic (que consumeix energia) tindrà una energia d'enllaç final positiva, mentre que una reacció exotèrmica (que allibera energia) tindrà una energia d'enllaç negativa.
