THE vezavna energija je vključen v odmorualina treningu ene ali več vezi med atomi molekule. Molekula vodikovega plina ima na primer enojno vez (sigma) med vpletenimi atomi:
Strukturna formula vodikovega plina
Da je ta molekula nastala, je nastala enojna vez med njenimi atomi. Ko ta molekula sodeluje v kemični reakciji s klorovim plinom (Cl2), na primer za tvorbo klorovodikove kisline (HCl), enojne vezi, prisotne v H2 in v Cl2 mora biti prekinjena s posledičnim tvorjenjem enojne vezi v HCl.
Prikaz lomljenja enojnih vezi v reagentu in nastanek enojne vezi v izdelku
Atomi se povežejo, da dosežejo svoje elektronska stabilnost, to pomeni, da prehajajo iz višje energetske situacije v nižjo energetsko situacijo. Tako lahko rečemo, da se pri tvorbi vezi med atomi sprosti energija; zato je posledično njegova razčlenitev odvisna od absorpcije energije.
Če to razumemo razpad (prekinitev) kemične vezi se zgodi, ko ji je dobavljena količina energije (xKcal)smo zaključili, da gre za postopek endotermni. Nasprotno pa bo oblikovanje vezi vključevalo
sprostitev daje enaka količina energije (-xkcal), ki je torej proces eksotermni.Všeč mi je kemijske reakcije so razvrščene v endotermni ali eksotermni, lahko z znanjem o energijah vezave molekul reaktantov in produktov določimo spremembo energije (ΔH) kemičnega procesa in ga nato razvrstimo.
Na primer, glejte spodnjo enačbo:
Kemične obveznice udeležencev v kemijski enačbi
V vsakem od udeležencev reakcije imamo preproste povezave. Imajo naslednje vrednosti:
[A-B] = 50 Kcal
[CD] = 100 Kcal
[P-D] = 80 Kcal
[Pr. N. Št.] = 230 Kcal
Z zgornjimi vrednostmi lahko izračunamo energijo, ki je vključena v pretrganje vezi reaktantov in tvorjenje vezi izdelkov, kot sledi:
V reagentih
50 Kcal za prekinitev vezi AB in 100 Kcal za prekinitev vezi CD, to pomeni, da bo v reagentu za prekinitev vezi porabljeno 150 Kcal.
V izdelkih
80 Kcal za tvorbo vezi BD in 230 Kcal za tvorbo vezi AC, to pomeni, da se v izdelku sprosti 310 Kcal pri tvorbi vezi
Z vrednostmi energij, vključenih v reaktante in produkte, je mogoče vedeti, ali je reakcija absorbirala oz sprosti več energije samo z odštevanjem energije, ki se porabi v motnji, od energije, ki se sprosti v tvorba:
ΔH = energija reagentov - energija izdelkov
ΔV = 230 - 310
ΔH = -80 Kcal
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
Ker ima reakcija več sproščanja energije kot absorpcije, je negativni ΔH torej eksotermičen.
OPOMBA: Če se stehiometrični koeficient udeleženca razlikuje od 1, moramo energijsko vrednost povezave pomnožiti s koeficientom, na primer:
Enačba tvorbe HCl
Ker je koeficient HCl 2, moramo vrednost vezave HCl pomnožiti z 2.
Zdaj sledite ločitvi vaje o vezavni energiji v kemijski reakciji:
Primer: Glede na naslednje vezivne energije v kilodžulih na mol vezi (absolutne vrednosti):
H - H = 436
N ≡ N = 945,6
N - H = 391
Izračunajte toploto (v kilodžulih na mol NH3 (g)), ki sodelujejo v reakciji, ki jo predstavljajo:
Kemijske vezi v reakciji tvorbe NH3
Resolucija:
Prvi korak pri reševanju te vaje je prepis enačbe, ki prikazuje kemijske vezi, prisotne v vsaki od molekul:
Št2: imamo trojno vez (ker mora družina dušika N tvoriti tri vezi, ker ima v elektroni valentne lupine pet elektronov);
pri H2: Imamo enojno vez (ker mora H izdelati samo eno vez, ker ima v valentni lupini samo en elektron);
v NH3: Prisotne so tri preproste vezi (ker vsak H potrebuje vez, N pa tri vezi).
Enačba, ki prikazuje povezave v tvorbi NH3
Ker je vaja zagotovila vrednosti za vsako vezavo, je prvi korak določiti energijo vezave, povezano z vsakim od udeležencev:
- Na N2
Imamo 1 mol v N2v enačbi in za prekinitev povezave potrebujemo 945,4 KJ, zato:
1.945,4 = 945,4 KJ
- V H2
Imamo 3 mol v H2v enačbi in za prekinitev povezave potrebujemo 436 KJ, zato:
3.346 = 1038 KJ
- V NH3
Imamo 2 mol NH3v enačbi, toda vez N-H je trikrat večja, zato pomnožimo količino vpletene energije, da ta vez nastane z 2 in 3:
2.3.391 = 2346 KJ
Končno lahko določimo toploto, ki sodeluje v reakciji, tako da od energije, ki se sprosti pri tvorbi izdelka, odštejemo energijo, ki se porabi za reaktant.
ΔH = energija v reaktantih - energija v izdelkih
ΔH = (945,4 + 1038) - 2346
ΔH = 1983,4 - 2346
ΔH = - 362,6 KJ na mol NH3 (g)
Ker je bila sprememba negativna, to pomeni, da je bila energija, ki se sprosti pri tvorbi vezi v izdelkih, večja od energije, absorbirane pri prekinitvi vezi reaktantov, zato reakcija je eksotermna.
Jaz, Diogo Lopes Dias
