TEN energia wiązania jest zaangażowany na przerwielubw szkoleniu jednego lub więcej wiązań między atomami cząsteczki. Na przykład cząsteczka gazowego wodoru ma pojedyncze wiązanie (sigma) między zaangażowanymi atomami:
Wzór strukturalny wodoru gazowego
Aby powstała ta cząsteczka, powstało pojedyncze wiązanie między jej atomami. Gdy ta cząsteczka uczestniczy w reakcji chemicznej z gazowym chlorem (Cl2), na przykład do tworzenia kwasu chlorowodorowego (HCl), pojedyncze wiązania obecne w H2 i w Cl2 musi zostać zerwany z konsekwentnym utworzeniem pojedynczego wiązania w HCl.
Reprezentacja zerwania pojedynczych wiązań w odczynniku i tworzenia pojedynczego wiązania w produkcie
Atomy łączą się, aby osiągnąć swoje stabilność elektronicznato znaczy przechodzą z sytuacji o wyższej energii do sytuacji o niższej energii. Możemy więc powiedzieć, że kiedy tworzy się wiązanie między atomami, uwalniana jest energia; w związku z tym jego rozkład zależy od absorpcji energii.
Jeśli to zrozumiemy zerwanie (zerwanie) wiązania chemicznego następuje, gdy zostanie do niego doprowadzone
ilość energii (xKcal), doszliśmy do wniosku, że jest to proces endotermiczny. W przeciwieństwie do tego, tworzenie więzi będzie wiązać się z wydanie daje taka sama ilość energii (-xkcal), będąc zatem procesem egzotermiczny.Lubić reakcje chemiczne są podzielone na endotermiczny lub egzotermiczny, możemy wykorzystać wiedzę o energiach wiązania cząsteczek reagentów i produktów do określenia zmiany energii (ΔH) procesu chemicznego, a następnie go sklasyfikować.
Na przykład zobacz równanie poniżej:
Wiązania chemiczne w uczestnikach równania chemicznego
W każdym z uczestników reakcji mamy proste linki. Posiadają następujące wartości:
[A-B] = 50 kcal
[PŁYTA CD] = 100 kcal
[B-D] = 80 kcal
[PNE] = 230 kcal
Mając powyższe wartości, możemy obliczyć energię zaangażowaną w zerwanie wiązań substratów i tworzenie wiązań produktów w następujący sposób:
W odczynnikach
50 Kcal, aby zerwać wiązanie AB i 100 Kcal, aby zerwać wiązanie CD, to znaczy w odczynniku do zerwania wiązań zostanie zużytych 150 kcal.
W produktach
80 Kcal do tworzenia wiązania BD i 230 Kcal do tworzenia wiązania AC, czyli 310 Kcal zostanie uwolnione w produkcie w tworzeniu wiązań
Dzięki wartościom energii zaangażowanych w substraty i produkty można wiedzieć, czy reakcja została wchłonięta, czy uwolnił więcej energii po prostu odejmując energię zużytą w zakłóceniu od energii uwolnionej w tworzenie:
ΔH = Energia odczynników - Energia produktów
ΔH = 230 - 310
ΔH = -80 kcal
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Ponieważ reakcja uwalnia więcej energii niż absorpcja, ujemna H jest zatem egzotermiczna.
UWAGA: Jeżeli współczynnik stechiometryczny uczestnika jest różny od 1, musimy pomnożyć wartość energetyczną połączenia przez współczynnik, na przykład:
Równanie tworzenia HCl
Ponieważ współczynnik HCl wynosi 2, musimy pomnożyć wartość wiązania HCl przez 2.
Teraz postępuj zgodnie z rozwiązaniem ćwiczenia na wiązanie energii w reakcji chemicznej:
Przykład: Biorąc pod uwagę następujące energie wiązania, w kilodżulach na mol wiązań (wartości bezwzględne):
H − H = 436
N N = 945,6
N − H = 391
Oblicz ciepło (w kilodżulach na mol NH3(g)) biorący udział w reakcji reprezentowany przez:
Wiązania chemiczne w reakcji tworzenia NH3
Rozkład:
Pierwszym krokiem w rozwiązaniu tego ćwiczenia jest przepisanie podanego równania, które pokazuje wiązania chemiczne obecne w każdej z cząsteczek:
Nie2: mamy wiązanie potrójne (ponieważ N, rodzina azotu, musi tworzyć trzy wiązania, ponieważ ma pięć elektronów w powłoce walencyjnej);
w H2: Mamy wiązanie pojedyncze (ponieważ H musi tworzyć tylko jedno wiązanie, ponieważ ma tylko jeden elektron w powłoce walencyjnej);
w NH3: Mamy obecność trzech wiązań prostych (ponieważ każde H potrzebuje wiązania, a N trzy wiązania).
Równanie pokazujące powiązania w tworzeniu NH3
Ponieważ w ćwiczeniu podano wartości dla każdego wiązania, pierwszym krokiem jest określenie energii wiązania związanej z każdym z uczestników:
- Do N2
Mamy 1 kret w N2w równaniu a do zerwania połączenia potrzebujemy 945.4 KJ, dlatego:
1.945,4 = 945,4 KJ
- Do H2
Mamy 3 mola w H2w równaniu a do zerwania połączenia potrzebujemy 436 KJ, dlatego:
3.346 = 1038 KJ
- do NH3
Mamy 2 mole NH3w równaniu, ale jest trzykrotność wiązania N-H, więc pomnóżmy ilość energii zaangażowanej do utworzenia tego wiązania przez 2 i przez 3:
2.3.391 = 2346 KJ
Na koniec możemy określić ciepło zaangażowane w reakcję, odejmując energię użytą do rozbicia substratu od energii uwolnionej podczas tworzenia produktu:
ΔH = energia w substratach - energia w produktach
ΔH = (945,4 + 1038) - 2346
ΔH = 1983,4 - 2346
ΔH = - 362,6 KJ na mol NH3(g)
Ponieważ zmienność była ujemna, oznacza to, że energia uwolniona przy tworzeniu wiązań w produktach była większa niż energia pochłonięta na zerwanie wiązań substratów, a zatem reakcja jest egzotermiczna.
Przeze mnie Diogo Lopes Dias
