Pokud jsou molekuly vytvořeny spojením atomů, které tvoří vazby, proces buď vyžaduje vstup energie k vytvoření vazby nebo uvolňuje energii jako teplo, protože dotyčné atomy „chtějí“ pouto. V obou případech prochází systém skládající se z molekul reaktantů a molekul produktu energetickou změnou, která se v této souvislosti nazývá entalpická změna.
Molekuly, jak pravděpodobně víte, přicházejí v nejrůznějších „příchutích“ a počet různých vazeb a typů vazeb pozorovaných mezi různými typy atomů (C−C, C = C, C−H, N−O, C = O atd.) Má za následek širokou škálu entalpií vazby. Změnu entalpie pro reakci lze vypočítat z jednotlivých hodnot vazební entalpie jednoduchým aritmetickým způsobem.
Co je chemická vazba?
Atomy obvykle nemají „rády“ existovat samy; většina z nich je prokletá uspořádáním svých elektronů, které je ponechává v méně než optimálních energetických stavech. Pouze sdílením, darováním nebo získáváním elektronů může většina atomů dosáhnout nižšího (tj. Výhodnějšího) energetického stavu. (Vzácné plyny, jako je helium a neon, jsou významnými výjimkami.)
Když atomy sdílejí elektrony a vytvářejí vazby, výsledné spojení se nazývá kovalentní vazba. Voda (H2O) je jedním z mnoha každodenních příkladů sloučenin s kovalentními vazbami. Na druhou stranu, když je rozdíl elektronegativity mezi atomy dostatečně velký, jeden atom uvnitř účinek vytrhne elektron z druhého a vytvoří iontovou vazbu, jako v kuchyňské soli (chlorid sodný, nebo NaCl).
Různé druhy vazeb mají různé energie vazeb na základě počtu zapojených elektronových párů (dvě v takzvané jednoduché vazbě, čtyři v dvojné vazbě a osm v trojné vazbě) a jak oba atomy navzájem souvisejí, pokud jde o elektrický potenciál a další faktory. Výsledkem je, že energie jednotlivých vazeb, nebo vazební entalpie, byly experimentálně určeny,
Co je Bond Enthalpy?
Entalpie je množství v termodynamice popisující teplo, které se přenáší během chemických reakcí. Jako teplo jej lze považovat za jednu z mnoha forem energie ve fyzice (např. Gravitační potenciální energie, kinetická energie, zvuková energie atd.).
Bond entalpie je energie potřebná k vytvoření nebo přerušení dané vazby. Jeho hodnota se může mezi molekulami měnit, a to i pro stejný typ vazby. Například vazebná energie H2Dvě O-H vazby O jsou 464 kilojoulů na mol (kJ / mol), ale v methanolu (CH3OH) má jedna O-H vazba entalpii 427 kJ / mol.
Rovnice entalpie dluhopisů
Entalpie vazby Dx - y molekuly diatomic plynu XY je změna entalpie pro proces představovaný generickou reakcí:
XY (g) → X (g) + Y (g)
ΔH ° (298 K) = Dx - y
Libovolný vzorec entalpie vazby je dán konvencí při 298 K pro standardizaci rovnice. To je přibližně pokojová teplota, která se rovná 25 ° C nebo 77 ° F. Ve skutečnosti je výše uvedená reakce nejčastěji hypotetická, protože většina molekul při 298 K neexistuje jako monatomické plyny.
Pokud máte jednoduchou reakci mezi dvěma molekulami a znáte entalpie vazby jednotlivce vazby, můžete použít následující vztah k výpočtu celkové změny entalpie pro reakce. Pokud je negativní, uvolní se teplo a reakce je exotermická; pokud je pozitivní, reakce je endotermická (a bez přidání energie neproběhne).
Hrxn= ΣΔHzlomený+ ΣΔHvyrobeno
Příklady problémů s Bond Enthalpy
Vypočítejte entalpii reakce:
CO (g) + 2 H2(g) ⟶ CH3OH (g)
Entalpii vazeb v molekule lze určit z entalpií jednotlivých vazeb. K tomu viz tabulka, jako je stránka uvedená ve zdrojích.
Vidíte, že existují celkem tři rozbité vazby: Trojná vazba mezi C a O a dvě vazby H-H. Celková entalpie je 1072 + 2 (432) = 1 936 kJ.
Počet vytvořených vazeb je pět: tři C.−H vazby, jedna vazba C-O a jedna vazba O-H. Celková entalpie těchto vazeb je 3 (411) + 358 + 459 = 2 050 kJ.
Celková změna entalpie je tedy 1 936 - 2 050 = -114 kJ. Záporné znaménko ukazuje, že reakce je exotermická, spíše osvobozující, než aby vyžadovala energii.