L'énergie de liaison est une attraction mesurable entre les atomes d'une molécule et peut être utilisée pour prédire les résultats des réactions. UNEliaison chimiqueest unarrangement stable des électrons, et l'énergie nécessaire pour rompre chaque liaison peut être consultée dans une table de référence et utilisée dans les calculs d'énergie de liaison pour trouver le changement d'énergie total attendu dans une réaction.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Formule de l'énergie de liaison (BE): Eréaction = ÊTRE liens rompus − ÊTRE liens formés
Vous pouvez trouver l'énergie libérée (ou requise) lorsqu'une réaction a lieu en faisant la différence entre l'énergie de liaison des liaisons qui se brisent et l'énergie de liaison des liaisons qui se forment.
Facteurs affectant la force de liaison
La force de liaison est affectée par la longueur de la liaison, qui est affectée par le rayon atomique, la charge nucléaire, l'électronégativité et si la liaison est une liaison simple, double ou triple. Notez qu'il existe des exceptions, mais il fournit une tendance globale.
Rayon atomique, s'il est grand, signifie que les électrons externes sont loin de l'attraction du noyau chargé positivement. Deux petits atomes seront physiquement plus proches l'un de l'autre que les grands, donc la liaison sera plus forte.
Charge nucléaireest affecté par le nombre de protons dans le noyau. Comparez le néon Ne (numéro atomique 10) et l'ion sodium Na+ (numéro atomique 11). Les deux ont 10 électrons, mais Na+ a 11 protons et le néon n'a que 10 protons, ce qui entraîne une charge nucléaire plus élevée pour Na+.
Sur le tableau périodique, les éléments les plus proches du côté droit ont plusélectronégativitéet formeront donc des liens plus forts que ceux plus proches du côté gauche. De plus, les éléments qui sont plus proches du haut du tableau périodique ont plus d'électronégativité que ceux qui sont plus proches du bas. Par exemple, le fluor est beaucoup plus réactif que l'iode et le carbone est plus réactif que le lithium.
Doubles liaisonsnécessitent beaucoup plus d'énergie avant de pouvoir être brisés. Notez la différence dans les énergies de liaison énumérées ci-dessous pour le carbone.
Liaison simple: l'énergie de la liaison C-C est de 346 kJ/mol
Double liaison: l'énergie de liaison C=C est de 602 kJ/mol
Triple liaison: l'énergie de liaison C ≡ C est de 835 kJ/mol
Exemples de calculs d'énergie de liaison
En utilisant le tableau des énergies de liaison donné, quel est le changement d'énergie lorsque HCl est ajouté à C2H4 produire C2H5Cl?
H—Cl |
432 |
C—H |
413 |
C=C |
602 |
C—C |
346 |
C—Cl |
339 |
Textes libres: 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
Formule d'énergie de liaison
La variation d'énergie de la réaction est égale à la somme de l'énergie de liaison des liaisons rompues moins la somme de l'énergie de liaison des liaisons formées.
\Delta E_{réaction}=\Sigma BE_{liens rompus}-\Sigma BE_{liens formés}
Dessinez les molécules: H2C=CH2 + H-Cl ⟹ H3C—CH2-Cl
Vous pouvez voir que la double liaison entre les carbones se brise et devient une simple liaison. Vous savez que l'acide chlorhydrique, HCl, va se dissocier en ions H+ et Cl-, et ces ions vont se lier à la structure de la chaîne carbonée.
Liaisons rompues (énergie de liaison kJ/mol) :
C=C (602)
H—CL (432)
Maintenant, ajoutez-les ensemble :
\Sigma BE_{liens rompus}=602+432=1034
Liaisons formées (énergie de liaison kJ/mol) :
C—C (346)
C—Cl (339)
C—H (413)
Maintenant, ajoutez-les ensemble :
\Sigma BE_{liens formés}=346+339+413=1089
\Delta E_{réaction}=\Sigma BE_{liens rompus}-\Sigma BE_{liens formés}=1034-1089=-55\text{ kJ}
Le résultat final,-55 kJ, est négatif, indiquant que la réaction était exothermique (chaleur dégagée).