結合エネルギーとは何ですか?

THE 結合エネルギー 関与しています 休憩中または研修中 分子の原子間の1つまたは複数の結合の。 たとえば、水素ガス分子は、関係する原子間に単結合(シグマ)を持っています。

水素ガスの構造式
水素ガスの構造式

この分子が起源であるために、その原子間の単結合が形成されました。 この分子が塩素ガス(Cl2)、たとえば、塩酸(HCl)の形成では、Hに存在する単結合2 とClで2 その結果、HClに単結合が形成されて切断される必要があります。

試薬の単結合の切断と生成物の単結合の形成の表現
試薬の単結合の切断と生成物の単結合の形成の表現

原子は互いに結合してそれらを達成します 横滑り防止装置つまり、彼らはより高いエネルギーの状況からより低いエネルギーの状況に移行します。 したがって、原子間の結合が形成されると、エネルギーが放出されると言えます。 したがって、その結果、その破壊はエネルギー吸収に依存します。

私たちがそれを理解すれば 解散 化学結合が供給されると、化学結合の(切断)が発生します エネルギー量(xKcal)、これはプロセスであると結論付けました 吸熱. 対照的に、結合を形成するには、 リリース 与える 同じ量のエネルギー(-xkcal)、それでは、プロセスであること 発熱.

お気に入り 化学反応は次のように分類されます 吸熱または発熱、反応物と生成物の分子の結合エネルギーの知識を使用して、化学プロセスのエネルギーの変化(ΔH)を決定し、それを分類することができます。

たとえば、次の式を参照してください。

化学反応式の参加者の化学結合
化学反応式の参加者の化学結合

各反応参加者には簡単なリンクがあります。 それらの値は次のとおりです。

  • [A-B] = 50 Kcal

  • [CD] = 100 Kcal

  • [B-D] = 80 Kcal

  • [紀元前] = 230 Kcal

上記の値を使用して、反応物の結合を切断し、生成物の結合を形成するのに必要なエネルギーを次のように計算できます:

  • 試薬中

AB結合を切断するための50Kcal そして CD結合を切断するための100Kcalつまり、試薬では、150Kcalを使用して結合を切断します。

  • 製品で

BD結合を形成するために80Kcal、AC結合を形成するために230 Kcalつまり、310Kcalが結合の形成で製品に放出されます

反応物と生成物に含まれるエネルギーの値を使用して、反応が吸収されたかどうかを知ることができます で放出されたエネルギーから破壊で使用されたエネルギーを差し引くだけで、より多くのエネルギーを放出しました 形成:

ΔH =試薬のエネルギー-製品のエネルギー

ΔH = 230-310

ΔH = -80 Kcal

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反応は吸収よりもエネルギー放出が多いため、負のΔHは発熱します。

注意: 参加者の化学量論係数が1と異なる場合は、接続のエネルギー値に係数を掛ける必要があります。次に例を示します。

HCl生成式
HCl生成式

HClの係数は2なので、HClの結合の値に2を掛ける必要があります。

次に、化学反応における結合エネルギーに関する演習の解決策に従います。

例: 次の結合エネルギーが与えられた場合、結合1モルあたりのキロジュール(絶対値):

H − H = 436

N≡N= 945.6

N − H = 391

熱を計算します(NH1モルあたりのキロジュール単位)3(g))によって表される反応に関与します:

NH3形成反応における化学結合
NH形成反応における化学結合3

解決:

この演習を解くための最初のステップは、各分子に存在する化学結合を示すために提供された方程式を書き直すことです。

  • いいえN2: 三重結合があります(窒素のファミリーであるNは、価電子シェルに5つの電子があるため、3つの結合を作成する必要があるため)。

  • Hで2: 単結合があります(価電子シェルに電子が1つしかないため、Hは単結合を作成する必要があるため)。

  • NHで3: 3つの単純な結合が存在します(各Hには結合が必要であり、Nには3つの結合が必要であるため)。

NH3の形成におけるリンクを示す方程式
NH形成のリンクを示す方程式3

演習では各結合の値が提供されたため、最初のステップは、各参加者に関連する結合エネルギーを決定することです:

-Nへ2

我々は持っています 1モルN2方程式で また、接続を切断するには、945.4 KJが必要です。したがって、次のようになります。

1.945,4 = 945.4 KJ

-Hへ2

我々は持っています 3モルH2方程式で また、接続を切断するには、436 KJが必要です。したがって、次のようになります。

3.346 = 1038 KJ

-NHへ3

我々は持っています 2モルのNH3方程式で、ただしN-H結合は3倍あるので、その結合を形成するために必要なエネルギー量に2と3を掛けてみましょう。

2.3.391 = 2346 KJ

最後に、生成物の形成時に放出されるエネルギーから反応物を破壊するために使用されるエネルギーを差し引くことにより、反応に関与する熱を決定できます。

ΔH =反応物のエネルギー-生成物のエネルギー

ΔH =(945.4 + 1038)-2346

ΔH = 1983.4-2346

ΔH = -NH1モルあたり362.6KJ3(g)

変動が負であったため、生成物の結合の形成で放出されたエネルギーが、反応物の結合の切断で吸収されたエネルギーよりも大きかったことを意味します。 反応は発熱性です.


私によって。DiogoLopesDias

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