結合エネルギーは、分子内の原子間の測定可能な引力であり、反応の結果を予測するために使用できます。 A化学結合は電子の安定した配置、および各結合を切断するために必要なエネルギーは、参照テーブルで検索し、結合エネルギーの計算に使用して、反応で予想される総エネルギー変化を見つけることができます。
TL; DR(長すぎる; 読んでいない)
結合エネルギー(BE)式:ΔE反応 = ∑ BE 結合が壊れた − ∑ BE 形成された結合
切断された結合の結合エネルギーと形成された結合の結合エネルギーの差をとることにより、反応が起こったときに放出される(または必要な)エネルギーを見つけることができます。
接着強度に影響を与える要因
結合強度は、原子半径、核電荷、電気陰性度、および結合が単結合、二重結合、三重結合のいずれであるかによって影響を受ける結合長の影響を受けます。 例外はありますが、全体的な傾向を示していることに注意してください。
原子半径が大きい場合は、外側の電子が正に帯電した原子核の引力から遠く離れていることを意味します。 2つの小さな原子は大きな原子よりも物理的に接近しているため、結合が強くなります。
核電荷原子核内の陽子の数に影響されます。 ネオンNe(原子番号10)とナトリウムイオンNa +(原子番号11)を比較します。 どちらにも10個の電子がありますが、Na +には11個の陽子があり、ネオンには10個の陽子しかないため、Na +の核電荷が高くなります。
周期表では、右側に近い要素はより多くを持っています電気陰性度したがって、左側に近いものよりも強い結合を形成します。 また、周期表の上部に近い元素は、下部に近い元素よりも電気陰性度が高くなります。 一例として、フッ素はヨウ素よりもはるかに反応性が高く、炭素はリチウムよりも反応性が高い。
二重結合それらが壊れる前にかなり多くのエネルギーを必要とします。 炭素については、以下にリストされている結合エネルギーの違いに注意してください。
単結合:C-C結合エネルギーは346 kJ / molです
二重結合:C = C結合エネルギーは602kJ / molです
三重結合:C≡C結合エネルギーは835 kJ / molです
結合エネルギー計算の例
与えられた結合エネルギーの表を使用して、HClがCに追加されたときのエネルギー変化は何ですか2H4 Cを生成する2H5Cl?
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
結合エネルギー式
反応のエネルギー変化は、切断された結合の結合エネルギーの合計から、形成された結合の結合エネルギーの合計を引いたものに等しくなります。
\ Delta E_ {reaction} = \ Sigma BE_ {結合が壊れている}-\ Sigma BE_ {結合が形成されている}
分子を描く:H2C = CH2 +H-Cl⟹H3C-CH2-Cl
炭素間の二重結合が壊れて単結合になることがわかります。 塩酸HClがイオンH +とCl-に解離し、これらのイオンが炭素鎖構造と結合することをご存知でしょう。
壊れた結合(結合エネルギーkJ / mol):
C = C(602)
H-CL(432)
次に、これらを一緒に追加します。
\ Sigma BE_ {結合が壊れている} = 602 + 432 = 1034
形成された結合(結合エネルギーkJ / mol):
C-C(346)
C-Cl(339)
C-H(413)
次に、これらを一緒に追加します。
\ Sigma BE_ {形成された結合} = 346 + 339 + 413 = 1089
\ Delta E_ {reaction} = \ Sigma BE_ {結合が壊れている}-\ Sigma BE_ {結合が形成されている} = 1034-1089 = -55 \ text {kJ}
最終結果、-55 kJは負であり、反応が発熱(熱放出)であったことを示します。