Енергията на връзката е важна концепция в химията, която описва количеството енергия, необходимо за разкъсване на връзките между ковалентните газове. Енергиите на запълване тип връзка не се прилагат за йонни връзки. Когато 2 атома се свържат заедно, за да образуват нова молекула, степента на силата на връзка между атомите може да се определи чрез измерване на количеството енергия, необходимо за разкъсване на връзката. Не забравяйте, че един атом няма връзка; тази енергия съществува само в връзки между два атома. За да изчислите енергиите на връзката, просто определете общия брой на скъсаните връзки, след което извадете общия брой образувани връзки.
Стъпка
Част 1 от 2: Определяне на скъсаните и формираните облигации
Стъпка 1. Определете уравнението за изчисляване на енергията на връзката
Енергията на връзката се дефинира като сумата от всички скъсани връзки минус броя на образуваните връзки: H = H(скъсване на облигацията) - З(образува се облигация). H е промяната в енергията на връзката, известна още като енталпия на връзката, и H е сумата от енергиите на връзката за всяка страна на уравнението.
- Това уравнение е форма на закона на Хес.
- Единицата за енергия на връзката е килоджаула на мол или kJ/mol.
Стъпка 2. Напишете химическо уравнение, показващо всички междумолекулни връзки
Когато уравнението за реакцията в задачата е написано само с химически символи и числа, писането на това уравнение е полезно, тъй като описва всички връзки, които се образуват между различните елементи и молекули. Това визуално представяне ще ви позволи да изчислите всички връзки, които са прекъснати и образувани от реагента и продукта от уравнението.
- Не забравяйте, че лявата страна на уравнението са реагентите, а дясната - продуктите.
- Единичните, двойните и тройните връзки имат различни енергии на връзка, така че не забравяйте да начертаете диаграма с правилните връзки между елементите.
- Например, ако начертаете следното уравнение за реакцията между 2 водорода и 2 брома: Н2(ж) + Br2(g)-2 HBr (g), ще получите: H-H + Br-Br-2 H-Br. Тирето (-) показва единична връзка между елементите в реагентите и продуктите.
Стъпка 3. Запознайте се с правилата за броене на счупени и образувани облигации
В някои случаи енергиите на връзката, които ще бъдат използвани за това изчисление, ще бъдат средни. Същата връзка може да има малко по -различни енергии на връзката въз основа на образуваните молекули; по този начин обикновено се използва средната енергия на връзката..
- Единични, двойни и тройни връзки се третират като 1 прекъсване. Всички те имат различни енергии на свързване, но се считат само за едно прекъсване.
- Същото важи и за единични, двойни или тройни формации. Това ще се счита за една формация.
- В този пример всички облигации са единични.
Стъпка 4. Определете разкъсването на връзката от лявата страна на уравнението
Лявата страна на уравнението съдържа реагентите, които ще представят всички скъсани връзки в уравнението. Това е ендотермичен процес, който изисква поглъщане на енергия за разкъсване на връзките.
В този пример лявата страна има 1 Н-Н връзка и 1 Br-Br връзка
Стъпка 5. Пребройте всички връзки, образувани от дясната страна на уравнението
Дясната част на уравнението съдържа всички продукти. Това са всички връзки, които ще се образуват. Образуването на връзки е екзотермичен процес, който освобождава енергия, обикновено под формата на топлина.
В този пример дясната страна има 2 H-Br връзки
Част 2 от 2: Изчисляване на енергията на облигациите
Стъпка 1. Намерете енергията на свързване на въпросната връзка
Има много таблици, които съдържат информация за средната енергия на връзката на определена връзка. Можете да го потърсите в интернет или в книги по химия. Важно е да се отбележи, че информацията за енергията на връзката в таблицата винаги е за газообразни молекули.
- Например, искате да намерите енергиите на връзката на H-H, Br-Br и H-Br.
- Н-Н = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.
-
За да се изчисли енергията на връзката на молекула в течна форма, трябва да се намери и енталпията на промяната на изпарението за течната молекула. Това е количеството енергия, необходимо за превръщането на течността в газ. Това число се добавя към общата енергия на връзката.
Например: Ако въпросът задава течна вода, добавете промяната в енталпията на изпаряване на вода (+41 kJ) към уравнението
Стъпка 2. Умножете енергията на връзката по броя на скъсаните връзки
В някои уравнения една и съща връзка може да се скъса многократно. Например, ако 4 водородни атома са в молекула, енергията на водородната връзка трябва да се изчисли четири пъти, известна още като 4.
- В този пример има само 1 връзка на молекула, така че просто умножете енергията на връзката с 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
Стъпка 3. Добавете всички енергии на свързване на скъсаните връзки
След като умножите енергиите на връзката по броя на отделните връзки, трябва да съберете всички връзки от страната на реагента.
В нашия пример броят на скъсаните връзки е H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol
Стъпка 4. Умножете енергията на връзката по броя на образуваните връзки
Както при работа по разкъсване на връзки от страна на реагента, трябва да умножите броя на връзките, образувани от съответните енергии на връзката. Ако се образуват 4 водородни връзки, умножете енергията на тези връзки с 4.
В този пример се образуват 2 H-Br връзки, така че енергията на връзката H-Br (366 kJ/mol) ще бъде умножена по 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol
Стъпка 5. Добавете всички формирани енергии на връзката
Отново, подобно на скъсване на връзки, всички връзки, образувани от страната на продукта, се сумират. Понякога се формира само 1 продукт и можете да пропуснете тази стъпка.
В нашия пример има само 1 продукт, така че образуваната енергия на връзката е равна на енергията на връзката на 2 H-Br връзки, която е 732 kJ/mol
Стъпка 6. Извадете броя на облигациите, образувани от скъсани облигации
След като всички енергии на връзки от двете страни се сумират, просто извадете скъсаните връзки от образуваните връзки. Запомнете това уравнение: H = H(скъсване на облигацията) - З(образувана връзка). Включете числата във формулата и извадете.
В този пример: H = H(скъсване на облигацията) - З(образувана връзка) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
Стъпка 7. Определете дали цялата реакция е ендотермична или екзотермична
Последната стъпка е да се изчислят енергиите на връзката, за да се определи дали реакцията освобождава енергия или консумира енергия. Ендотермичната (която консумира енергия) ще има положителна крайна енергия на връзката, докато екзотермичната реакция (която освобождава енергия) ще има отрицателна енергия на връзката.
