DE bindende energie is betrokken in de pauzeofin opleiding van een of meer bindingen tussen atomen van een molecuul. Het waterstofgasmolecuul heeft bijvoorbeeld een enkele binding (sigma) tussen de betrokken atomen:
Structuurformule waterstofgas
Om dit molecuul te laten ontstaan, werd de enkele binding tussen de atomen gevormd. Wanneer dit molecuul deelneemt aan een chemische reactie met chloorgas (Cl2), bijvoorbeeld voor de vorming van zoutzuur (HCl), de enkele bindingen die aanwezig zijn in H2 en in de Cl2 moet worden verbroken met de daaruit voortvloeiende vorming van een enkele binding in de HCl.
Weergave van het verbreken van enkele bindingen in het reagens en vorming van een enkele binding in het product
Atomen binden samen om hun elektronische stabiliteitdat wil zeggen, ze gaan van een hogere energiesituatie naar een lagere energiesituatie. We kunnen dus zeggen dat wanneer de binding tussen atomen wordt gevormd, er energie vrijkomt; daarom hangt de afbraak ervan af van de opname van energie.
Als we dat begrijpen het uit elkaar gaan (verbreken) van een chemische binding vindt plaats wanneer deze eraan wordt geleverd een hoeveelheid energie (xKcal), concludeerden we dat dit een proces is endotherm. Daarentegen zal het vormen van een band de vrijlating geeft dezelfde hoeveelheid energie (-xkcal), zijnde, dan, een proces exotherm.
Leuk vinden chemische reacties worden ingedeeld in: endotherm of exotherm, kunnen we kennis van de bindingsenergieën van de moleculen van reactanten en producten gebruiken om de verandering in energie (ΔH) van het chemische proces te bepalen en dit vervolgens te classificeren.
Zie bijvoorbeeld de onderstaande vergelijking:
Chemische bindingen bij deelnemers aan een chemische vergelijking
We hebben eenvoudige links in elk van de reactiedeelnemers. Ze hebben de volgende waarden:
[AB] = 50 Kcal
[CD] = 100 Kcal
[BD] = 80 Kcal
[BC] = 230 Kcal
Met de bovenstaande waarden kunnen we de energie berekenen die betrokken is bij het verbreken van de bindingen van reactanten en het vormen van de bindingen van producten als volgt:
in reagentia
50 Kcal om de AB-binding te verbreken en 100 Kcal om CD-binding te verbreken, dat wil zeggen, in het reagens zal 150 Kcal worden gebruikt om de bindingen te verbreken.
In producten
80 Kcal om BD-binding te vormen en 230 Kcal om AC-binding te vormen, dat wil zeggen dat er 310 Kcal in het product vrijkomt bij de vorming van bindingen
Met de waarden van de energieën die betrokken zijn bij de reactanten en producten, is het mogelijk om te weten of de reactie is geabsorbeerd of meer energie vrijgemaakt door de energie die bij de verstoring is gebruikt af te trekken van de energie die vrijkomt in de vorming:
ΔH = Energie van reagentia - Energie van producten
ΔH = 230 - 310
ΔH = -80 Kcal
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Omdat de reactie meer energie vrijgeeft dan absorptie, is negatieve ΔH daarom exotherm.
OPMERKING: Als de stoichiometrische coëfficiënt van de deelnemer verschilt van 1, moeten we de energiewaarde van de verbinding vermenigvuldigen met de coëfficiënt, bijvoorbeeld:
HCl-vormingsvergelijking
Aangezien de coëfficiënt van HCl 2 is, moeten we de waarde van de binding van HCl met 2 vermenigvuldigen.
Volg nu de resolutie van een oefening over bindingsenergie in een chemische reactie:
Voorbeeld: Gegeven de volgende bindingsenergieën, in kilojoules per mol bindingen (absolute waarden):
H H = 436
N N = 945,6
N H = 391
Bereken de warmte (in kilojoules per mol NH3(g)) betrokken bij de reactie weergegeven door:
Chemische bindingen in de NH-vormingsreactie3
Resolutie:
De eerste stap bij het oplossen van deze oefening is het herschrijven van de verstrekte vergelijking die de chemische bindingen aantoont die aanwezig zijn in elk van de moleculen:
Niet2: we hebben een drievoudige binding (omdat de N, familie van stikstof, drie bindingen moet maken omdat er vijf elektronen in de valentieschil zitten);
bij H2: We hebben een enkele binding (omdat de H maar één binding moet maken omdat hij maar één elektron in de valentieschil heeft);
in NH3: We hebben de aanwezigheid van drie eenvoudige bindingen (omdat elke H een binding nodig heeft, en de N drie bindingen).
Vergelijking die de verbanden in NH-vorming aantoont3
Aangezien de oefening de waarden voor elke binding opleverde, is de eerste stap het bepalen van de bindingsenergie met betrekking tot elk van de deelnemers:
- Tot dan2
We hebben 1 mol in nee2in de vergelijking en om je verbinding te verbreken, hebben we 945,4 KJ nodig, dus:
1.945,4 = 945,4 KJ
- Naar de H2
We hebben 3 mol in H2in de vergelijking en om je verbinding te verbreken, hebben we 436 KJ nodig, dus:
3.346 = 1038 KJ
- Naar NH3
We hebben 2 mol NH3in de vergelijking, maar er is drie keer de NH-binding, dus laten we de hoeveelheid energie die nodig is om die binding te vormen vermenigvuldigen met 2 en met 3:
2.3.391 = 2346 KJ
Ten slotte kunnen we de warmte bepalen die bij de reactie betrokken is door de energie die wordt gebruikt om de reactant te breken af te trekken van de energie die vrijkomt bij de productvorming:
ΔH = energie in reactanten - energie in producten
ΔH = (945,4 + 1038) - 2346
ΔH = 1983,4 - 2346
ΔH = - 362,6 KJ per mol NH3(g)
Omdat de variatie negatief was, betekent dit dat de energie die vrijkwam bij de vorming van bindingen in de producten groter was dan de energie die werd geabsorbeerd bij het verbreken van de bindingen van de reactanten. reactie is exotherm.
Door mij Diogo Lopes Dias
