THE энергия связи впутан в перерывеили жев обучении одной или нескольких связей между атомами молекулы. Молекула газообразного водорода, например, имеет одинарную связь (сигму) между задействованными атомами:
Структурная формула газообразного водорода
Для возникновения этой молекулы между ее атомами образовалась одинарная связь. Когда эта молекула участвует в химической реакции с газообразным хлором (Cl2), например, для образования соляной кислоты (HCl) одинарные связи, присутствующие в H2 и в Cl2 должен быть разорван с последующим образованием одинарной связи в HCl.
Представление о разрыве одинарных связей в реагенте и образовании одинарной связи в продукте
Атомы соединяются вместе для достижения своих электронная стабильность, то есть они переходят от ситуации с более высокой энергией к ситуации с более низкой энергией. Таким образом, мы можем сказать, что при образовании связи между атомами высвобождается энергия; следовательно, его разрушение зависит от поглощения энергии.
Если мы поймем это
расставание (разрыв) химической связи происходит, когда она подводится к ней. количество энергии (xКкал), мы пришли к выводу, что это процесс эндотермический. Напротив, формирование связи будет включать релиз дает такое же количество энергии (-xkcal), будучи, таким образом, процессом экзотермический.Нравиться химические реакции подразделяются на эндотермический или экзотермический, мы можем использовать знания об энергиях связи молекул реагентов и продуктов, чтобы определить изменение энергии (ΔH) химического процесса, а затем классифицировать его.
Например, см. Уравнение ниже:
Химические связи в участниках химического уравнения
У нас есть простые ссылки в каждом из участников реакции. У них есть следующие значения:
[A-B] = 50 Ккал
[CD] = 100 Ккал
[B-D] = 80 Ккал
[ДО Н.Э] = 230 Ккал
Используя указанные выше значения, мы можем рассчитать энергию, участвующую в разрыве связей реагентов и образовании связей продуктов, следующим образом:
В реагентах
50 Ккал для разрыва связи AB а также 100 ккал для разрыва связи CD, то есть в реагенте на разрыв связей будет использовано 150 Ккал.
В продуктах
80 ккал для образования связи BD и 230 ккал для образования связи AC, то есть 310 Ккал будет высвобождено в продукте при образовании связей
По значениям энергий, задействованных в реагентах и продуктах, можно узнать, поглотила ли реакция или высвободил больше энергии, просто вычтя энергию, использованную в разрыве, из энергии, высвобожденной в формирование:
ΔH = Энергия реагентов - Энергия продуктов
ΔВ = 230 - 310
ΔH = -80 Ккал
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)
Поскольку в реакции выделяется больше энергии, чем поглощается, отрицательная величина ΔH является экзотермической.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если стехиометрический коэффициент участника отличается от 1, необходимо умножить энергетическую ценность соединения на коэффициент, например:
Уравнение образования HCl
Поскольку коэффициент HCl равен 2, мы должны умножить значение связывания HCl на 2.
Теперь проследите решение упражнения по энергии связи в химической реакции:
Пример: Учитывая следующие энергии связи, в килоджоулях на моль связей (абсолютные значения):
H - H = 436
N ≡ N = 945,6
N - H = 391
Рассчитайте тепло (в килоджоулях на моль NH3 (г)) участвуют в реакции в лице:
Химические связи в реакции образования NH3
Разрешение:
Первый шаг в решении этого упражнения - переписать приведенное уравнение, демонстрирующее химические связи, присутствующие в каждой из молекул:
Нет N2: у нас есть тройная связь (потому что N, семейство азота, должно образовывать три связи, потому что у него пять электронов в валентной оболочке);
в H2: У нас одинарная связь (потому что H должен образовывать только одну связь, потому что у него только один электрон на валентной оболочке);
в NH3: У нас есть три простых связи (потому что каждой H нужна связь, а N - три связи).
Уравнение, демонстрирующее связи в образовании NH3
Поскольку в упражнении представлены значения для каждого связывания, первым шагом является определение энергии связывания, относящейся к каждому из участников:
- К N2
У нас есть 1 моль в N2в уравнении и, чтобы разорвать вашу связь, нам нужно 945,4 кДж, следовательно:
1.945,4 = 945,4 кДж
- К H2
У нас есть 3 моль в ЧАС2в уравнении и, чтобы разорвать вашу связь, нам нужно 436 кДж, следовательно:
3.346 = 1038 кДж
- В NH3
У нас есть 2 моль NH3в уравнении, но здесь в три раза больше связи N-H, поэтому давайте умножим количество энергии, задействованной для образования этой связи, на 2 и 3:
2.3.391 = 2346 кДж
Наконец, мы можем определить количество тепла, участвующее в реакции, вычитая энергию, используемую для разрушения реагента, из энергии, выделяющейся при образовании продукта:
ΔH = энергия в реагентах - энергия в продуктах
ΔH = (945,4 + 1038) - 2346
ΔH = 1983,4 - 2346
ΔH = - 362,6 кДж на моль NH3 (г)
Поскольку изменение было отрицательным, это означает, что энергия, выделяемая при образовании связей в продуктах, была больше, чем энергия, поглощенная при разрыве связей реагентов, поэтому реакция экзотермическая.
Автор: Диого Лопес Диас