ה אנרגיה מחייבת מעורב ב בהפסקהאוֹבאימון של קשר אחד או יותר בין אטומי מולקולה. למולקולת גז המימן, למשל, יש קשר יחיד (סיגמה) בין האטומים המעורבים:
נוסחה מבנית של גז מימן
כדי שמקור המולקולה הזו נוצר הקשר היחיד בין האטומים שלה. כאשר מולקולה זו משתתפת בתגובה כימית עם גז כלור (Cl2), למשל, ליצירת חומצה הידרוכלורית (HCl), הקשרים היחידים הקיימים ב- H2 וב- Cl2 חייב להיות שבור עם היווצרות כתוצאה של קשר יחיד ב- HCl.
ייצוג של שבירת קשרים בודדים במגיב ויצירת קשר יחיד במוצר
אטומים מתחברים יחד כדי להשיג את שלהם יציבות אלקטרוניתכלומר הם עוברים ממצב אנרגיה גבוהה יותר למצב אנרגיה נמוך יותר. לפיכך, אנו יכולים לומר שכאשר נוצר הקשר בין אטומים, אנרגיה משתחררת; לכן, לפיכך, התמוטטותה תלויה בספיגת אנרגיה.
אם אנחנו מבינים את זה הפרידה (שבירה) של קשר כימי מתרחשת כאשר הוא מסופק אליו כמות אנרגיה (xKcal), הגענו למסקנה שזה תהליך אנדותרמית. לעומת זאת, יצירת קשר תכלול את לְשַׁחְרֵר נותן אותה כמות אנרגיה (-xkcal), להיות, אם כן, תהליך אקסותרמי.
כמו תגובות כימיות מסווגות ל אנדותרמית או אקסותרמית, נוכל להשתמש בידע על אנרגיות המחייבות של מולקולות התגובות והמוצרים כדי לקבוע את שינוי האנרגיה (ΔH) של התהליך הכימי ואז לסווג אותו.
לדוגמא, ראו את המשוואה למטה:
אג"ח כימיות אצל משתתפים במשוואה כימית
יש לנו קישורים פשוטים בכל אחד ממשתתפי התגובה. יש להם את הערכים הבאים:
[A-B] = 50 קק"ל
[CD] = 100 קק"ל
[B-D] = 80 קק"ל
[לִפנֵי הַסְפִירָה] = 230 קק"ל
בעזרת הערכים שלעיל, אנו יכולים לחשב את האנרגיה הכרוכה בפירוק קשרי המגיבים ויצירת קשרי המוצרים באופן הבא:
בחומרים ריאגנטים
50 קק"ל לשבירת אג"ח א.ב. ו 100 קק"ל לשבירת קשר CDכלומר במגיב ישמש 150 קק"ל לשבירת הקשרים.
במוצרים
80 קק"ל ליצירת קשר BD ו- 230 קק"ל ליצירת קשר ACכלומר 310 קק"ל ישוחרר במוצר ביצירת אגרות חוב
עם ערכי האנרגיות המעורבות בתגובות ובמוצרים, ניתן לדעת אם התגובה נקלטה או שחרר יותר אנרגיה רק על ידי הפחתת האנרגיה המשמשת בהפרעה מהאנרגיה המשתחררת ב היווצרות:
ΔH = אנרגיה של ריאגנטים - אנרגיה של מוצרים
ΔH = 230 - 310
ΔH = -80 קק"ל
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
מכיוון שבתגובה יש יותר שחרור אנרגיה מאשר ספיגה, לכן ΔH שלילי הוא אקסותרמי.
הערה: אם המקדם הסטואיכיומטרי של המשתתף שונה מ -1, עלינו להכפיל את ערך האנרגיה של החיבור במקדם, למשל:
משוואת היווצרות HCl
מכיוון שמקדם ה- HCl הוא 2, עלינו להכפיל את ערך הכריכה של HCl ב- 2.
כעת עקוב אחר ההחלטה של תרגיל בנושא אנרגיה מחייבת בתגובה כימית:
דוגמא: בהתחשב באנרגיות המחייבות הבאות, בקילו קילואולים למול קשרים (ערכים מוחלטים):
H - H = 436
N ≡ N = 945.6
N - H = 391
חשב את החום (בקילו-ג'ול למול של NH3 (גרם)מעורב בתגובה המיוצגת על ידי:
קשרים כימיים בתגובת היווצרות NH3
פתרון הבעיה:
הצעד הראשון בפתרון תרגיל זה הוא לשכתב את המשוואה המסופקת המדגימה את הקשרים הכימיים הקיימים בכל אחת מהמולקולות:
אין N2: יש לנו קשר משולש (מכיוון שה- N, משפחת החנקן, חייבת ליצור שלושה קשרים מכיוון שיש לו חמישה אלקטרונים במעטפת הערכיות);
ב- H2: יש לנו קשר יחיד (מכיוון שה- H חייב ליצור קשר אחד בלבד מכיוון שיש לו רק אלקטרון אחד בקליפת הערכיות);
ב NH3: יש לנו נוכחות של שלוש קשרים פשוטים (מכיוון שכל H זקוק לקשר, ו- N, שלוש קשרים).
משוואה המדגימה את הקישורים במערך NH3
מכיוון שהתרגיל סיפק את הערכים לכל כריכה, השלב הראשון הוא לקבוע את אנרגיית הכריכה הקשורה לכל אחד מהמשתתפים:
אל ה- N2
יש לנו 1 שומה ב נ2במשוואה וכדי לנתק את הקשר שלך, אנו זקוקים ל- 945.4 KJ, לכן:
1.945,4 = 945.4 KJ
אל ה '2
יש לנו 3 mol ב ה2במשוואה וכדי לנתק את הקשר שלך, אנו זקוקים ל 436 KJ, לכן:
3.346 = 1038 KJ
ל- NH3
יש לנו 2 mol של NH3במשוואה, אך יש שלוש פעמים הקשר N-H, אז בואו ונכפיל את כמות האנרגיה המעורבת כדי ליצור קשר זה ב -2 וב -3:
2.3.391 = 2346 KJ
לבסוף, אנו יכולים לקבוע את החום המעורב בתגובה על ידי הפחתת האנרגיה המשמשת לשבירת המגיב מהאנרגיה המשתחררת ביצירת מוצרים:
ΔH = אנרגיה בתגובות - אנרגיה במוצרים
ΔH = (945.4 + 1038) - 2346
ΔH = 1983.4 - 2346
ΔH = - 362.6 KJ למול של NH3 (גרם)
מכיוון שהווריאציה הייתה שלילית, המשמעות היא שהאנרגיה המשתחררת ביצירת קשרים במוצרים הייתה גדולה יותר מהאנרגיה הנספגת בפירוק קשרי המגיבים, ולכן, התגובה היא אקסותרמית.
על ידי. דיוגו לופס דיאס
