Ryšių energija yra svarbi chemijos sąvoka, apibūdinanti energijos kiekį, reikalingą ryšiams tarp kovalentinių jungčių dujų nutraukti. Užpildymo tipo jungčių energija netaikoma joninėms jungtims. Kai 2 atomai susijungia, kad susidarytų nauja molekulė, ryšių stiprumo laipsnis tarp atomų gali būti nustatytas matuojant energijos kiekį, reikalingą ryšiui nutraukti. Atminkite, kad vienas atomas neturi ryšių energijos; ši energija egzistuoja tik jungtyse tarp dviejų atomų. Norėdami apskaičiuoti obligacijų energiją, tiesiog nustatykite bendrą sulaužytų obligacijų skaičių, tada atimkite bendrą susidariusių obligacijų skaičių.
Žingsnis
1 dalis iš 2: Sugedusių ir susiformavusių obligacijų nustatymas
Žingsnis 1. Apibrėžkite lygtį, kad apskaičiuotumėte jungties energiją
Obligacijų energija apibrėžiama kaip visų sulaužytų obligacijų suma, atėmus susidariusių obligacijų skaičių: H = H(nutraukti ryšį) - H(susiformavo ryšys). H yra jungties energijos pokytis, dar vadinamas jungties entalpija, o H yra kiekvienos lygties pusės ryšių energijos suma.
- Ši lygtis yra Heso įstatymo forma.
- Ryšio energijos vienetas yra kilodžaulis vienam moliui arba kJ/mol.
Žingsnis 2. Parašykite cheminę lygtį, parodančią visas tarpmolekulines jungtis
Kai problemos reakcijos lygtis parašyta tik naudojant cheminius simbolius ir skaičius, šios lygties rašymas yra naudingas, nes jis apibūdina visas jungtis, susidarančias tarp įvairių elementų ir molekulių. Šis vaizdinis vaizdas leis jums apskaičiuoti visas jungtis, kurios yra sulaužytos ir susidariusios lygties reagente ir produkto pusėse.
- Atminkite, kad kairioji lygties pusė yra reagentai, o dešinė - produktai.
- Viengubos, dvigubos ir trigubos jungtys turi skirtingą ryšių energiją, todėl būtinai nubrėžkite diagramą su teisingomis jungtimis tarp elementų.
- Pavyzdžiui, jei nubraižysite 2 lygtį reakcijai tarp 2 vandenilio ir 2 bromo: H2(g) + Br2(g)-2 HBr (g), gausite: H-H + Br-Br-2 H-Br. Brūkšnelis (-) reiškia vieną ryšį tarp reagentų ir produktų elementų.
Žingsnis 3. Žinokite suskaidytų ir susiformavusių obligacijų skaičiavimo taisykles
Kai kuriais atvejais šiam skaičiavimui bus naudojama obligacijų energija. Tas pats ryšys gali turėti šiek tiek skirtingas ryšių energijas, pagrįstas susiformavusiomis molekulėmis; taigi paprastai naudojama vidutinė obligacijų energija..
- Vienkartinės, dvigubos ir trigubos obligacijos laikomos 1 pertrauka. Visi jie turi skirtingą ryšių energiją, tačiau laikomi tik viena pertrauka.
- Tas pats pasakytina apie pavienius, dvigubus ar trigubus darinius. Tai bus laikoma viena formacija.
- Šiame pavyzdyje visos obligacijos yra pavienės obligacijos.
Žingsnis 4. Kairėje lygties pusėje nustatykite ryšio pertrauką
Kairėje lygties pusėje yra reagentai, kurie parodys visas suskaidytas jungtis. Tai endoterminis procesas, reikalaujantis sugerti energiją, kad nutrauktų ryšius.
Šiame pavyzdyje kairėje pusėje yra 1 H-H jungtis ir 1 Br-Br jungtis
Žingsnis 5. Suskaičiuokite visas obligacijas, suformuotas dešinėje lygties pusėje
Dešinėje lygties pusėje yra visi produktai. Tai visos obligacijos, kurios susiformuos. Ryšio susidarymas yra egzoterminis procesas, kuris išskiria energiją, dažniausiai šilumos pavidalu.
Šiame pavyzdyje dešinėje pusėje yra 2 H-Br ryšiai
2 dalis iš 2: obligacijų energijos apskaičiavimas
Žingsnis 1. Raskite atitinkamos jungties jungties energiją
Yra daug lentelių, kuriose pateikiama informacija apie vidutines tam tikros obligacijos obligacijų energijas. Tai galite rasti internete arba chemijos knygose. Svarbu pažymėti, kad lentelėje pateikta informacija apie ryšių energiją visada yra dujinėms molekulėms.
- Pavyzdžiui, norite rasti H-H, Br-Br ir H-Br ryšių energiją.
- H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.
-
Norėdami apskaičiuoti skystos molekulės jungties energiją, taip pat turite rasti skystos molekulės garavimo pokyčių entalpiją. Tai energijos kiekis, reikalingas skysčiui paversti dujomis. Šis skaičius pridedamas prie visos jungties energijos.
Pvz.: Jei klausimas užduodamas apie skystą vandenį, prie lygties pridėkite vandens garavimo entalpijos pokytį (+41 kJ)
Žingsnis 2. Padauginkite obligacijų energiją iš sulaužytų ryšių skaičiaus
Kai kuriose lygtyse tą patį ryšį galite sulaužyti daug kartų. Pavyzdžiui, jei molekulėje yra 4 vandenilio atomai, vandenilio jungties energija turi būti apskaičiuota keturis kartus, ty 4 kartus.
- Šiame pavyzdyje molekulėje yra tik 1 jungtis, todėl tiesiog padauginkite jungties energiją iš 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
Žingsnis 3. Sudėkite visas nutrūkusių ryšių ryšių energijas
Padauginę ryšių energiją iš atskirų jungčių skaičiaus, turite sudėti visas jungtis reaktoriaus pusėje.
Mūsų pavyzdyje suskaidytų jungčių skaičius yra H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol
Žingsnis 4. Padauginkite ryšių energiją iš susidarančių jungčių skaičiaus
Kaip ir dirbdami nutraukdami ryšius reagento pusėje, turite padauginti ryšių skaičių, sudarytą iš atitinkamos jungties energijos. Jei susidaro 4 vandenilio jungtys, padauginkite tų jungčių energiją iš 4.
Šiame pavyzdyje 2 H-Br ryšiai yra suformuoti taip, kad H-Br ryšio energija (366 kJ/mol) bus padauginta iš 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol
Žingsnis 5. Sudėkite visas susidariusias ryšių energijas
Vėlgi, kaip ir nutraukiant obligacijas, sumuojamos visos obligacijos, susidariusios produkto pusėje. Kartais susidaro tik 1 produktas, ir jūs galite praleisti šį veiksmą.
Mūsų pavyzdyje yra suformuotas tik 1 produktas, todėl susidariusios jungties energija yra lygi 2H-Br jungčių jungties energijai, kuri yra 732 kJ/mol
Žingsnis 6. Atimkite obligacijų, susidarančių iš sulaužytų obligacijų, skaičių
Susumavus visas abiejų pusių ryšių energijas, tiesiog atimkite suskaidytas jungtis iš susidarančių jungčių. Prisiminkite šią lygtį: H = H(nutraukti ryšį) - H(susiformavo ryšys). Įtraukite skaičius į formulę ir atimkite.
Šiame pavyzdyje: H = H(nutraukti ryšį) - H(susiformavo ryšys) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
Žingsnis 7. Nustatykite, ar visa reakcija yra endoterminė ar egzoterminė
Paskutinis žingsnis yra apskaičiuoti ryšių energiją, kad būtų galima nustatyti, ar reakcija išskiria energiją, ar sunaudoja energiją. Endoterminis (kuris sunaudoja energiją) turės teigiamą galutinę jungties energiją, o egzoterminė reakcija (kuri išskiria energiją) turės neigiamą jungties energiją.
