Energia väzby je dôležitým pojmom v chémii, ktorý popisuje množstvo energie potrebnej na prerušenie väzieb medzi plynmi kovalentnej väzby. Energie väzobných väzieb sa nevzťahujú na iónové väzby. Keď sa 2 atómy spoja za vzniku novej molekuly, stupeň pevnosti väzby medzi atómami možno určiť meraním množstva energie potrebnej na prerušenie väzby. Pamätajte si, že jeden atóm nemá žiadnu väzbovú energiu; táto energia existuje iba vo väzbách medzi dvoma atómami. Na výpočet energií väzieb jednoducho určte celkový počet prerušených väzieb a potom odpočítajte celkový počet vytvorených väzieb.
Krok
Časť 1 z 2: Stanovenie zlomených a vytvorených dlhopisov
Krok 1. Definujte rovnicu na výpočet energie väzby
Energia väzby je definovaná ako súčet všetkých prerušených väzieb mínus počet vytvorených väzieb: H = H(prerušiť väzbu) - H.(vytvorená väzba). H je zmena energie väzby, známa tiež ako entalpia väzby, a H je súčet energií väzieb pre každú stranu rovnice.
- Táto rovnica je formou Hessovho zákona.
- Jednotkou energie väzby je kilojoule na mol alebo kJ/mol.
Krok 2. Napíšte chemickú rovnicu znázorňujúcu všetky medzimolekulové väzby
Keď je rovnica pre reakciu na problém napísaná iba chemickými symbolmi a číslami, napísanie tejto rovnice je nápomocné, pretože popisuje všetky väzby, ktoré vznikajú medzi rôznymi prvkami a molekulami. Táto vizuálna reprezentácia vám umožní vypočítať všetky väzby, ktoré sú zlomené a vytvorené na strane reakčnej zložky a produktu rovnice.
- Nezabudnite, že ľavou stranou rovnice sú reaktanty a pravou stranou sú produkty.
- Jednoduché, dvojité a trojité väzby majú rôzne energie väzieb, preto nakreslite diagram so správnymi väzbami medzi prvkami.
- Ak napríklad nakreslíte nasledujúcu rovnicu pre reakciu medzi 2 vodíkmi a 2 brómami: H2(g) + Br2(g)-2 HBr (g), získate: H-H + Br-Br-2 H-Br. Spojovník (-) označuje jednoduchú väzbu medzi prvkami v reaktantoch a produktoch.
Krok 3. Poznáte pravidlá počítania zlomených a vytvorených dlhopisov
V niektorých prípadoch budú energie väzieb, ktoré budú použité na tento výpočet, priemer. Rovnaká väzba môže mať mierne odlišné energie väzby na základe vytvorených molekúl; preto sa bežne používa priemerná energia väzby..
- Jednoduché, dvojité a trojité väzby sa považujú za 1 prestávku. Všetci majú rôzne energie väzieb, ale počítajú sa len ako jedna prestávka.
- To isté platí pre jednoduché, dvojité alebo trojité formácie. Toto sa bude počítať ako jedna formácia.
- V tomto prípade sú všetky dlhopisy jednoduchými dlhopismi.
Krok 4. Identifikujte prerušenie väzby na ľavej strane rovnice
Ľavá strana rovnice obsahuje reaktanty, ktoré budú predstavovať všetky prerušené väzby v rovnici. Je to endotermický proces, ktorý vyžaduje absorpciu energie na prerušenie väzieb.
V tomto prípade má ľavá strana 1 väzbu H-H a 1 väzbu Br-Br
Krok 5. Spočítajte všetky väzby vytvorené na pravej strane rovnice
Pravá strana rovnice obsahuje všetky produkty. To sú všetky putá, ktoré sa vytvoria. Vytváranie väzieb je exotermický proces, pri ktorom sa uvoľňuje energia, zvyčajne vo forme tepla.
V tomto prípade má pravá strana 2 väzby H-Br
Časť 2 z 2: Výpočet energie dlhopisov
Krok 1. Nájdite väzbovú energiu predmetného väzby
Existuje mnoho tabuliek, ktoré obsahujú informácie o priemerných energiách väzieb konkrétnej väzby. Môžete si to vyhľadať na internete alebo v knihách o chémii. Je dôležité poznamenať, že informácie o energii väzby v tabuľke sú vždy pre plynné molekuly.
- Napríklad chcete nájsť väzbové energie H-H, Br-Br a H-Br.
- H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.
-
Na výpočet energie väzby molekuly v kvapalnej forme musíte tiež nájsť entalpiu zmeny odparovania pre kvapalnú molekulu. Toto je množstvo energie potrebnej na premenu kvapaliny na plyn. Toto číslo sa sčíta s celkovou energiou väzby.
Napríklad: Ak sa otázka pýta na kvapalnú vodu, pridajte k rovnici entalpickú zmenu odparovania vody (+41 kJ)
Krok 2. Vynásobte energiu väzby počtom prerušených väzieb
V niektorých rovniciach môžete mať rovnakú väzbu mnohokrát zlomenú. Ak sú napríklad v molekule 4 atómy vodíka, energia vodíkových väzieb sa musí vypočítať štyrikrát, krát 4.
- V tomto prípade existuje iba 1 väzba na molekulu, takže jednoducho väzbovú energiu vynásobte 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
Krok 3. Zrátajte všetky energie väzieb prerušených väzieb
Po vynásobení energií väzieb počtom jednotlivých väzieb musíte sčítať všetky väzby na strane reaktantov.
V našom prípade je počet prerušených väzieb H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol
Krok 4. Energiu väzby vynásobte počtom vytvorených väzieb
Rovnako ako pri práci na lámaní väzieb na strane reaktantov musíte vynásobiť počet väzieb vytvorených príslušnými energiami väzieb. Ak sa vytvoria 4 vodíkové väzby, vynásobte energiu týchto väzieb 4.
V tomto prípade sú 2 H-Br väzby vytvorené tak, že energia väzby H-Br (366 kJ/mol) sa vynásobí 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol
Krok 5. Sčítajte všetky vytvorené energie väzieb
Opäť, ako prerušenie väzieb, všetky väzby vytvorené na strane produktu sa sčítajú. Niekedy sa vytvorí iba 1 produkt a tento krok môžete preskočiť.
V našom prípade je vytvorený iba 1 produkt, takže vytvorená energia väzby sa rovná energii väzby 2H-Br väzieb, ktorá je 732 kJ/mol
Krok 6. Odpočítajte počet väzieb vytvorených prerušenými väzbami
Akonáhle sú všetky energie väzieb na oboch stranách sčítané, jednoducho odpočítajte prerušené väzby vytvorenými väzbami. Nezabudnite na túto rovnicu: H = H(prerušiť väzbu) - H.(vytvorená väzba). Pripojte čísla do vzorca a odčítajte.
V tomto prípade: H = H(prerušiť väzbu) - H.(vytvorená väzba) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
Krok 7. Určte, či je celá reakcia endotermická alebo exotermická
Posledným krokom je výpočet energií väzieb, aby sa určilo, či reakcia uvoľňuje alebo spotrebúva energiu. Endotermický (ktorý spotrebúva energiu) bude mať kladnú konečnú energiu väzby, zatiaľ čo exotermická reakcia (ktorá uvoľňuje energiu) bude mať negatívnu väzbovú energiu.
