A kötési energia részt vesz a szünetbenvagyedzésben egy vagy több kötés egy molekula atomjai között. A hidrogéngáz-molekulának például egyetlen kötése van (sigma) az érintett atomok között:
Hidrogéngáz szerkezeti képlete
Ahhoz, hogy ez a molekula létrejöjjön, kialakult az atomok közötti egyszeres kötés. Amikor ez a molekula kémiai reakcióban vesz részt klórgázzal (Cl2), például sósav (HCl) képződéséhez a hidrogénatomban jelen lévő egyes kötések2 és a Cl-ben2 meg kell szakadni, ennek következtében egyetlen kötés képződik a HCl-ben.
Az egyes kötések megszakadásának ábrázolása a reagensben és az egyetlen kötés kialakulása a termékben
Az atomok egymáshoz kötődnek, hogy elérjék az elektronikus stabilitás, vagyis magasabb energiahelyzetből alacsonyabb energia helyzetbe kerülnek. Így azt mondhatjuk, hogy amikor kialakul az atomok közötti kötelék, energia szabadul fel; ezért ennek következtében lebontása az energiafelvételen múlik.
Ha ezt megértjük a szakítás (megszakad) egy kémiai kötés akkor következik be, amikor az hozzá kerül
energiamennyiség (xKcal), arra a következtetésre jutottunk, hogy ez egy folyamat endoterm. Ezzel szemben a kötés kialakítása magában foglalja a kiadás ad azonos mennyiségű energia (-xkcal), tehát folyamat hőtermelő.Mint a kémiai reakciók osztályozása endoterm vagy exoterm, felhasználhatjuk a reagensek és termékek molekuláinak kötési energiáinak ismeretét a kémiai folyamat energiaváltozásának (ΔH) meghatározására, majd osztályozására.
Lásd például az alábbi egyenletet:
Kémiai kötések a kémiai egyenlet résztvevőiben
A reakció minden résztvevőjében egyszerű linkek vannak. A következő értékekkel rendelkeznek:
[A-B] = 50 Kcal
[CD] = 100 Kcal
[B-D] = 80 Kcal
[IDŐSZÁMÍTÁSUNK ELŐTT] = 230 Kcal
A fenti értékekkel a következőképpen számíthatjuk ki a reagensek kötéseinek felszakadásához és a termékek kötéseinek kialakításához szükséges energiát:
Reagensekben
50 Kcal az AB kötés megtörésére és 100 Kcal a CD-kötés megszakításához, azaz a reagensben 150 Kcal-t használnak fel a kötések megszakítására.
Termékekben
80 Kcal BD kötés kialakítására és 230 Kcal AC kötés kialakításáraazaz 310 Kcal szabadul fel a termékben kötések képződésével
A reagensekben és a termékekben részt vevő energiák értékeivel meg lehet tudni, hogy a reakció elnyelte-e vagy sem több energiát szabadított fel, csak levonva a megszakításban felhasznált energiát az energiából képződés:
ΔH = reagensek energiája - termékek energiája
ΔH = 230-310
ΔH = -80 Kcal
Ne álljon meg most... A reklám után még több van;)
Mivel a reakciónak több energiakibocsátása van, mint abszorpciója, a negatív ΔH ezért exoterm.
JEGYZET: Ha a résztvevő sztöchiometrikus együtthatója eltér az 1-től, akkor a kapcsolat energiaértékét meg kell szorozni az együtthatóval, például:
HCl képződési egyenlet
Mivel a HCl együtthatója 2, meg kell szorozni a HCl megkötésének értékét 2-vel.
Most kövesse egy kémiai reakcióban az energia megkötésére vonatkozó gyakorlat felbontását:
Példa: A következő kötési energiákat figyelembe véve kilojoule-ban / mol egy kötésre (abszolút értékek):
H - H = 436
N = N = 945,6
N - H = 391
Számítsa ki a hőt (kilojoule / mól NH3. g)) részt vesznek a reakcióban:
Kémiai kötések az NH képződési reakcióban3
Felbontás:
A gyakorlat megoldásának első lépése a megadott egyenlet átírása, bemutatva az egyes molekulákban jelenlévő kémiai kötéseket:
Nem2: hármas kötésünk van (mivel az N nitrogén családjának három kötést kell létrehoznia, mivel öt elektron van a vegyértékű héjban);
H-nál2: Egyetlen kötésünk van (mert a H-nak csak egyetlen kötést kell létrehoznia, mert a vegyértékhéjban csak egy elektron van);
NH-ban3: Három egyszerű kötés van jelen (mert mindegyik H-nak kötésre van szüksége, az N-nek pedig három kötésre).
Az NH-képződés összefüggéseit bemutató egyenlet3
Mivel a gyakorlat megadta az egyes kötések értékeit, első lépésként meg kell határozni az egyes résztvevőkhöz kapcsolódó kötési energiát:
- É-ra2
Nekünk van 1 mol ban ben N2az egyenletben és a kapcsolat megszakításához 945,4 KJ-ra van szükségünk, ezért:
1.945,4 = 945,4 KJ
- A H-ra2
Nekünk van 3 mol ban ben H2az egyenletben és a kapcsolat megszakításához 436 KJ-ra van szükségünk, ezért:
3.346 = 1038 KJ
- NH-hez3
Nekünk van 2 mol NH3az egyenletben, de az N-H kötés háromszorosa van, tehát szorozzuk meg a kötés kialakításához szükséges energia mennyiségét 2-vel és 3-mal:
2.3.391 = 2346 KJ
Végül meghatározhatjuk a reakcióban részt vevő hőt úgy, hogy a termék képződéséből felszabaduló energiából kivonjuk a reaktáns megszakításához felhasznált energiát:
ΔH = energia a reagensekben - energia a termékekben
ΔH = (945,4 + 1038) - 2346
ΔH = 1983,4 - 2346
ΔH = - 362,6 KJ / mol NH3. g)
Mivel a variáció negatív volt, ez azt jelenti, hogy a termékben lévő kötések képződésével felszabaduló energia nagyobb volt, mint a reagensek kötéseinek elszakadásakor elnyelt energia, ezért a reakció exoterm.
Általam. Diogo Lopes Dias
