ال طاقة الربط متورط في استراحةأوفي التدريب لواحد أو أكثر من الروابط بين ذرات الجزيء. جزيء غاز الهيدروجين ، على سبيل المثال ، لديه رابطة واحدة (سيجما) بين الذرات المعنية:
الصيغة الهيكلية لغاز الهيدروجين
لكي يكون هذا الجزيء قد نشأ ، تكونت الرابطة المفردة بين ذراته. عندما يشارك هذا الجزيء في تفاعل كيميائي مع غاز الكلور (Cl2) ، على سبيل المثال ، لتكوين حمض الهيدروكلوريك (HCl) ، الروابط المفردة الموجودة في H2 وفي Cl2 يجب كسرها بالتشكيل اللاحق لرابطة واحدة في حمض الهيدروكلوريك.
تمثيل كسر الروابط المفردة في الكاشف وتشكيل رابطة واحدة في المنتج
تترابط الذرات معًا لتحقيق الاستقرار الإلكتروني، أي أنها تنتقل من حالة طاقة أعلى إلى حالة طاقة أقل. وبالتالي ، يمكننا القول أنه عندما تتشكل الرابطة بين الذرات ، يتم إطلاق الطاقة ؛ وبالتالي ، فإن انهيارها يعتمد على امتصاص الطاقة.
إذا فهمنا ذلك ساعة الوداع يحدث (كسر) الرابطة الكيميائية عندما يتم إمدادها بها كمية من الطاقة (xKcal)، خلصنا إلى أن هذه عملية ماص للحرارة. في المقابل ، فإن تكوين رابطة سيشمل إطلاق سراح يعطي نفس كمية الطاقة (-xkcal)، إذن ، عملية طارد للحرارة.
يحب يتم تصنيف التفاعلات الكيميائية إلى ماص للحرارة أو طاردة للحرارة، يمكننا استخدام معرفة طاقات الربط لجزيئات المواد المتفاعلة والمنتجات لتحديد التغير في الطاقة (ΔH) للعملية الكيميائية ومن ثم تصنيفها.
على سبيل المثال ، انظر المعادلة أدناه:
الروابط الكيميائية في المشاركين في معادلة كيميائية
لدينا روابط بسيطة في كل من المشاركين في رد الفعل. لديهم القيم التالية:
[أ-ب] = 50 سعر حراري
[قرص مضغوط] = 100 سعر حراري
[ب-د] = 80 سعر حراري
[قبل الميلاد] = 230 سعر حراري
بالقيم أعلاه ، يمكننا حساب الطاقة المتضمنة في كسر روابط المواد المتفاعلة وتشكيل روابط المنتجات على النحو التالي:
في الكواشف
50 سعرة حرارية لكسر رابطة AB و 100 سعرة حرارية لكسر سند CD، أي في الكاشف ، سيتم استخدام 150 سعرة حرارية لكسر الروابط.
في المنتجات
80 سعرة حرارية لتكوين رابطة BD و 230 سعرة حرارية لتكوين رابطة ACأي 310 سعرة حرارية سيتم إطلاقها في المنتج في تكوين روابط
مع قيم الطاقات المتضمنة في المواد المتفاعلة والمنتجات ، من الممكن معرفة ما إذا كان التفاعل قد امتص أم لا أطلق المزيد من الطاقة بمجرد طرح الطاقة المستخدمة في الاضطراب من الطاقة المنبعثة في تشكيل - تكوين:
ΔH = طاقة الكواشف - طاقة المنتجات
Δع = 230 - 310
ΔH = -80 سعر حراري
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
نظرًا لأن التفاعل يحتوي على إطلاق طاقة أكثر من الامتصاص ، فإن ΔH السالب يكون بالتالي طاردًا للحرارة.
ملاحظة: إذا كان معامل القياس المتكافئ للمشارك مختلفًا عن 1 ، فيجب علينا مضاعفة قيمة الطاقة للاتصال بالمعامل ، على سبيل المثال:
معادلة تكوين حمض الهيدروكلوريك
نظرًا لأن معامل HCl هو 2 ، يجب علينا مضاعفة قيمة ارتباط HCl بمقدار 2.
الآن اتبع قرار تمرين على ربط الطاقة في تفاعل كيميائي:
مثال: بالنظر إلى طاقات الربط التالية ، بالكيلوجول لكل مول من الروابط (القيم المطلقة):
ع - ع = 436
N ≡ N = 945.6
N - H = 391
احسب الحرارة (بالكيلوجول لكل مول من NH3 (ز)) تشارك في التفاعل ممثلة بـ:
الروابط الكيميائية في تفاعل تكوين NH3
القرار:
تتمثل الخطوة الأولى في حل هذا التمرين في إعادة كتابة المعادلة المقدمة لتوضيح الروابط الكيميائية الموجودة في كل جزيء من الجزيئات:
عدم2: لدينا رابطة ثلاثية (لأن N ، عائلة النيتروجين ، يجب أن تصنع ثلاثة روابط لأنها تحتوي على خمسة إلكترونات في غلاف التكافؤ) ؛
في H.2: لدينا رابطة واحدة (لأن H يجب أن تصنع رابطة واحدة فقط لأنها تحتوي على إلكترون واحد فقط في غلاف التكافؤ) ؛
في نيو هامبشاير3: لدينا ثلاث روابط بسيطة (لأن كل H يحتاج إلى رابطة ، و N ، ثلاثة روابط).
معادلة توضح الروابط في تكوين NH3
نظرًا لأن التمرين يوفر القيم لكل ارتباط ، فإن الخطوة الأولى هي تحديد طاقة الربط المتعلقة بكل من المشاركين:
- إلى ذلك الوقت2
نحن لدينا 1 مول في ن2في المعادلة ولقطع الاتصال ، نحتاج إلى 945.4 كيلوجول ، لذلك:
1.945,4 = 945.4 كيلو جول
- إلى H.2
نحن لدينا 3 مول في ح2في المعادلة ولقطع الاتصال ، نحتاج إلى 436 كيلوجول ، لذلك:
3.346 = 1038 كيلو جول
- إلى NH3
نحن لدينا 2 مول من NH3في المعادلة، ولكن هناك ثلاثة أضعاف الرابطة N-H ، لذلك دعونا نضرب كمية الطاقة المتضمنة لتشكيل تلك الرابطة في 2 و 3:
2.3.391 = 2346 كيلو جول
أخيرًا ، يمكننا تحديد الحرارة المتضمنة في التفاعل بطرح الطاقة المستخدمة لكسر المادة المتفاعلة من الطاقة المنبعثة في تكوين المنتج:
ΔH = الطاقة في المواد المتفاعلة - الطاقة في المنتجات
Δع = (945.4 + 1038) - 2346
Δع = 1983.4 - 2346
ΔH = - 362.6 KJ لكل مول من NH3 (ز)
نظرًا لأن التباين كان سالبًا ، فهذا يعني أن الطاقة المنبعثة في تكوين الروابط في المنتجات كانت أكبر من الطاقة الممتصة في كسر روابط المواد المتفاعلة ، وبالتالي ، التفاعل طارد للحرارة.
بي ديوغو لوبيز دياس