THE energie de legătură este implicat în pauzăsauin pregatire a uneia sau mai multor legături între atomii unei molecule. Molecula de hidrogen gazos, de exemplu, are o singură legătură (sigma) între atomii implicați:
Formula structurală de hidrogen gazos
Pentru ca această moleculă să aibă originea, s-a format legătura unică între atomii săi. Când această moleculă participă la o reacție chimică cu clor gazos (Cl2), de exemplu, pentru formarea acidului clorhidric (HCI), legăturile simple prezente în H2 iar în Cl2 trebuie rupt cu formarea consecventă a unei singure legături în HCl.
Reprezentarea ruperii legăturilor simple în reactiv și formarea unei legături simple în produs
Atomii se leagă împreună pentru a le atinge stabilitate electronică, adică trec de la o situație energetică mai mare la o situație energetică mai mică. Astfel, putem spune că atunci când se formează legătura dintre atomi, energia este eliberată; prin urmare, în consecință, defalcarea acestuia depinde de absorbția energiei.
Dacă înțelegem asta despartirea (ruperea) unei legături chimice are loc atunci când i se furnizează o cantitate de energie (xKcal), am ajuns la concluzia că acesta este un proces endotermic. În schimb, formarea unei legături va implica eliberare dă aceeași cantitate de energie (-xkcal), fiind, atunci, un proces exoterm.
Ca reacțiile chimice sunt clasificate în endoterm sau exoterm, putem folosi cunoașterea energiilor de legare a moleculelor reactanților și a produselor pentru a determina schimbarea energiei (ΔH) a procesului chimic și apoi a o clasifica.
De exemplu, consultați ecuația de mai jos:
Legături chimice la participanții la o ecuație chimică
Avem legături simple în fiecare dintre participanții la reacție. Au următoarele valori:
[A-B] = 50 Kcal
[CD] = 100 Kcal
[B-D] = 80 Kcal
[B.C] = 230 Kcal
Cu valorile de mai sus, putem calcula energia implicată în ruperea legăturilor reactanților și formarea legăturilor produselor după cum urmează:
În reactivi
50 Kcal pentru a rupe legătura AB și 100 Kcal pentru a rupe legătura CD, adică în reactiv, se vor folosi 150 Kcal pentru a sparge legăturile.
În produse
80 Kcal pentru a forma o legătură BD și 230 Kcal pentru a forma o legătură AC, adică 310 Kcal vor fi eliberați în produs în formarea de legături
Cu valorile energiilor implicate în reactanți și produse, este posibil să știm dacă reacția s-a absorbit sau a eliberat mai multă energie doar scăzând energia utilizată în perturbare din energia eliberată în formare:
ΔH = Energia reactivilor - Energia produselor
ΔH = 230 - 310
ΔH = -80 Kcal
Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
Deoarece reacția are mai multă eliberare de energie decât absorbție, negativeH negativ este deci exoterm.
NOTĂ: Dacă coeficientul stoichiometric al participantului este diferit de 1, trebuie să înmulțim valoarea energetică a conexiunii cu coeficientul, de exemplu:
Ecuația formării HCl
Deoarece coeficientul de HCl este 2, trebuie să înmulțim valoarea legării HCl cu 2.
Acum urmați rezoluția unui exercițiu privind energia de legare într-o reacție chimică:
Exemplu: Având în vedere următoarele energii de legare, în kilojoule pe mol de legături (valori absolute):
H - H = 436
N ≡ N = 945,6
N - H = 391
Calculați căldura (în kilojuli pe mol de NH3 (g)) implicat în reacția reprezentată de:
Legături chimice în reacția de formare a NH3
Rezoluţie:
Primul pas în rezolvarea acestui exercițiu este rescrierea ecuației furnizate, demonstrând legăturile chimice prezente în fiecare dintre molecule:
Non2: avem o legătură triplă (deoarece N, familia azotului, trebuie să facă trei legături deoarece are cinci electroni în învelișul de valență);
la H2: Avem o legătură simplă (deoarece H trebuie să facă o singură legătură, deoarece are un singur electron în învelișul de valență);
în NH3: Avem prezența a trei legături simple (deoarece fiecare H are nevoie de o legătură, iar N, trei legături).
Ecuație care demonstrează legăturile în formarea NH3
Deoarece exercițiul a furnizat valorile pentru fiecare legare, primul pas este determinarea energiei de legare aferente fiecăruia dintre participanți:
- La N2
Avem 1 aluniță în N2în ecuație și, pentru a vă întrerupe conexiunea, avem nevoie de 945,4 KJ, prin urmare:
1.945,4 = 945,4 KJ
- La H2
Avem 3 mol în H2în ecuație și, pentru a vă întrerupe conexiunea, avem nevoie de 436 KJ, prin urmare:
3.346 = 1038 KJ
- La NH3
Avem 2 mol de NH3în ecuație, dar există de trei ori legătura N-H, deci să înmulțim cantitatea de energie implicată pentru a forma legătura respectivă cu 2 și cu 3:
2.3.391 = 2346 KJ
În cele din urmă, putem determina căldura implicată în reacție scăzând energia utilizată pentru a sparge reactantul din energia eliberată în formarea produsului:
ΔH = energie în reactanți - energie în produse
ΔH = (945,4 + 1038) - 2346
ΔH = 1983,4 - 2346
ΔH = - 362,6 KJ per mol de NH3 (g)
Deoarece variația a fost negativă, înseamnă că energia eliberată în formarea legăturilor în produse a fost mai mare decât energia absorbită în spargerea legăturilor reactanților, prin urmare, reacția este exotermă.
De mine. Diogo Lopes Dias
