Sidemeenergia on molekuli aatomite vahel mõõdetav külgetõmme ja seda saab kasutada reaktsioonide tulemuste ennustamiseks. Akeemiline sideonelektronide stabiilne paigutusja energiat, mida on vaja iga sideme purustamiseks, saab otsida võrdlustabelist ja kasutada sideme energia arvutamisel, et leida reaktsioonis oodatav kogu energia muutus.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Võlakirja energia (BE) valem: Δ Ereaktsioon = ∑ BE võlakirjad purunenud - ∑ BE tekkinud võlakirjad
Reaktsiooni toimumisel vabanenud (või vajamineva) energia leiate katkevate sidemete ja moodustuvate sidemete energia vahelise erinevuse vahel.
Võlakirja tugevust mõjutavad tegurid
Sideme tugevust mõjutab sideme pikkus, mida mõjutavad aatomi raadius, tuumalaeng, elektronegatiivsus ja see, kas side on ühe-, kahe- või kolmikside. Pange tähele, et on ka erandeid, kuid see annab üldise trendi.
Aatomiraadius, kui see on suur, tähendab see, et välised elektronid pole positiivse laenguga tuuma tõmbest kaugel. Kaks väikest aatomit on füüsiliselt üksteisele lähemal kui suured, seega on side tugevam.
Tuumalaengmõjutab prootonite arv tuumas. Võrrelge neoon Ne (aatomnumber 10) ja naatriumioon Na + (aatomnumber 11). Mõlemal on 10 elektroni, kuid Na + -l on 11 prootonit ja neoonil on ainult 10 prootonit, mille tulemuseks on suurem Na + tuumalaeng.
Perioodilisustabelis on elementidel, mis on paremale küljele lähemal, rohkemelektronegatiivsusja moodustavad seetõttu tugevamad sidemed kui need, mis on vasakule küljele lähemal. Samuti on perioodilisustabeli ülaosale lähemal asuvatel elementidel rohkem elektronegatiivsust kui alumisel. Näiteks on fluor palju reageerivam kui jood ja süsinik on reaktsioonivõimelisem kui liitium.
Topeltvõlakirjadvajavad enne purunemist oluliselt rohkem energiat. Pange tähele süsiniku puhul allpool loetletud sidemete energia erinevust.
Üksikside: C – C sideme energia on 346 kJ / mol
Kaksikside: C = C sideme energia on 602 kJ / mol
Kolmekordne side: C ≡ C sideme energia on 835 kJ / mol
Näide võlakirjaenergia arvutustest
Kasutades antud sidemeenergiate tabelit, milline on energia muutus, kui HCl lisatakse C-le2H4 toota C2H5Cl?
H — Cl |
432 |
C — H |
413 |
C = C |
602 |
C — C |
346 |
C - Cl |
339 |
LibreTexts: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Chemical_Bonding/Fundamentals_of_Chemical_Bonding/Chemical_Bonds/Bond_Lengths_and_Energies
Võlakirja energia valem
Reaktsiooni energia muutus on võrdne purustatud sidemete sidumisenergia summaga, millest lahutatakse moodustunud sidemete sideme energia summa.
\ Delta E_ {reaktsioon} = \ Sigma BE_ {võlakirjad katki} - \ Sigma BE_ {moodustunud võlakirjad}
Joonista molekulid: H2C = CH2 + H-Cl - H3C-CH2-Cl
Näete, et süsinike vaheline kaksikside katkeb ja muutub üksiksidemeks. Teate, et vesinikkloriidhape, HCl, eraldub ioonideks H + ja Cl- ning need ioonid seonduvad süsinikuahela struktuuriga.
Katkenud sidemed (sideme energia kJ / mol):
C = C (602)
H — CL (432)
Nüüd lisage need kokku:
\ Sigma BE_ {võlakirjad katki} = 602 + 432 = 1034
Moodustunud sidemed (sideme energia kJ / mol):
C-C (346)
C-Cl (339)
C-H (413)
Nüüd lisage need kokku:
\ Sigma BE_ {moodustunud võlakirjad} = 346 + 339 + 413 = 1089
\ Delta E_ {reaktsioon} = \ Sigma BE_ {võlakirjad katki} - \ Sigma BE_ {moodustunud võlakirjad} = 1034-1089 = -55 \ text {kJ}
Lõpptulemus-55 kJ, on negatiivne, mis näitab, et reaktsioon oli eksotermiline (eralduv soojus).