L'energia di legame è un'attrazione misurabile tra gli atomi in una molecola e può essere utilizzata per prevedere i risultati delle reazioni. UNlegame chimicoè undisposizione stabile degli elettroni, e l'energia necessaria per rompere ciascun legame può essere cercata in una tabella di riferimento e utilizzata nei calcoli dell'energia del legame per trovare la variazione di energia totale prevista in una reazione.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Energia di legame (BE) Formula: Δ Ereazione = BE legami spezzati − BE legami formati
Puoi trovare l'energia rilasciata (o richiesta) quando avviene una reazione prendendo la differenza tra l'energia di legame dei legami che si rompono e l'energia di legame dei legami che si formano.
Fattori che influenzano la forza del legame
La forza del legame è influenzata dalla lunghezza del legame, che è influenzata dal raggio atomico, dalla carica nucleare, dall'elettronegatività e dal fatto che il legame sia un legame singolo, doppio o triplo. Nota che ci sono eccezioni, ma fornisce una tendenza generale.
Raggio atomico, se grande, significherà che gli elettroni esterni sono lontani dall'attrazione del nucleo caricato positivamente. Due piccoli atomi saranno fisicamente più vicini tra loro di quelli grandi, quindi il legame sarà più forte.
carica nucleareè influenzato dal numero di protoni nel nucleo. Confronta neon Ne (numero atomico 10) e ione sodio Na+ (numero atomico 11). Entrambi hanno 10 elettroni, ma Na+ ha 11 protoni e il neon ha solo 10 protoni, con conseguente maggiore carica nucleare per Na+.
Nella tavola periodica, gli elementi che sono più vicini al lato destro hanno di piùelettronegativitàe quindi formeranno legami più forti di quelli più vicini al lato sinistro. Inoltre, gli elementi che sono più vicini alla parte superiore della tavola periodica hanno più elettronegatività di quelli più vicini alla parte inferiore. Ad esempio, il fluoro è molto più reattivo dello iodio e il carbonio è più reattivo del litio.
Doppi legamirichiedono sostanzialmente più energia prima che possano essere rotti. Notare la differenza nelle energie di legame elencate di seguito per il carbonio.
Legame singolo: l'energia del legame C—C è 346 kJ/mol
Doppio legame: l'energia del legame C=C è 602 kJ/mol
Triplo legame: l'energia del legame C ≡ C è 835 kJ/mol
Esempio di calcolo dell'energia obbligazionaria
Usando la tabella delle energie di legame fornita, qual è il cambiamento di energia quando HCl viene aggiunto a C2H4 per produrre C2H5Cl?
H—Cl |
432 |
C—H |
413 |
C=C |
602 |
Do—Do |
346 |
C—Cl |
339 |
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Formula energetica di legame
La variazione di energia della reazione è uguale alla somma dell'energia di legame dei legami rotti meno la somma dell'energia di legame dei legami formati.
\Delta E_{reazione}=\Sigma BE_{legami rotti}-\Sigma BE_{legami formati}
Disegna le molecole: H2C=CH2 + H-Cl ⟹ H3C—CH2-Cl
Puoi vedere che il doppio legame tra i carboni si rompe e diventa un legame singolo. Sai che l'acido cloridrico, HCl, si dissocia in ioni H+ e Cl- e questi ioni si legano alla struttura della catena di carbonio.
Legami spezzati (energia del legame kJ/mol):
C=C (602)
H—CL (432)
Ora aggiungi questi insieme:
\Sigma BE_{legami spezzati}=602+432=1034
Legami formati (energia del legame kJ/mol):
C—C (346)
C—Cl (339)
C—H (413)
Ora aggiungi questi insieme:
\Sigma BE_{formati legami}=346+339+413=1089
\Delta E_{reazione}=\Sigma BE_{legami rotti}-\Sigma BE_{legami formati}=1034-1089=-55\text{ kJ}
Il risultato finale,-55 kJ, è negativo, indicando che la reazione è stata esotermica (calore rilasciato).
