Ryšio energija yra išmatuojama trauka tarp molekulės atomų ir gali būti naudojama prognozuojant reakcijų rezultatus. Acheminis ryšysyrastabilus elektronų išsidėstymas, ir energiją, kurios reikia kiekvienam ryšiui nutraukti, galima ieškoti atskaitos lentelėje ir panaudoti jungties energijos skaičiavimams, norint rasti bendrą reakcijos laukiamą energijos pokytį.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Obligacijų energijos (BE) formulė: Δ Ereakcija = ∑ BE nutrūko obligacijos - ∑ BE susidarė obligacijos
Išlaisvintą (arba reikalingą) energiją galite rasti įvykus reakcijai, imdami skirtumą tarp nutrūkstančių ryšių ir susidariusių ryšių energijos.
Veiksniai, turintys įtakos obligacijų stiprumui
Ryšio stiprumui įtakos turi jungties ilgis, kuriam įtakos turi atomo spindulys, branduolinis krūvis, elektronegatyvumas ir tai, ar ryšys yra vienguba, dviguba ar triguba. Atkreipkite dėmesį, kad yra išimčių, tačiau tai pateikia bendrą tendenciją.
Atomo spindulys, jei didelis, tai reikš, kad išoriniai elektronai yra toli nuo teigiamai įkrauto branduolio traukos. Du maži atomai bus fiziškai arčiau vienas kito nei dideli, todėl ryšys bus stipresnis.
Branduolinis užtaisasveikia protonų skaičius branduolyje. Palyginkite neoną Ne (atominis skaičius 10) ir natrio joną Na + (atominis skaičius 11). Abiejuose yra 10 elektronų, tačiau Na + turi 11 protonų, o neone - tik 10 protonų, todėl Na + branduolinis krūvis yra didesnis.
Periodinėje lentelėje elementų, kurie yra arčiau dešinės pusės, yra daugiauelektronegatyvumasir todėl užmegs stipresnius ryšius nei arčiau kairiosios pusės. Be to, elementai, esantys arčiau periodinės lentelės viršaus, turi daugiau elektronegatyvumo nei arčiau apačios. Pavyzdžiui, fluoras yra daug reaktyvesnis už jodą, o anglis - labiau nei ličio.
Dvigubos obligacijoskad būtų galima sugadinti, reikia žymiai daugiau energijos. Atkreipkite dėmesį į žemiau išvardytų anglies jungčių energijų skirtumą.
Vienkartinė jungtis: C — C ryšio energija yra 346 kJ / mol
Dviguba jungtis: C = C jungties energija yra 602 kJ / mol
Triguba jungtis: C ≡ C jungties energija yra 835 kJ / mol
Obligacijų energijos skaičiavimų pavyzdys
Naudojant pateiktą ryšių energijų lentelę, koks yra energijos pokytis, kai HCl pridedama prie C2H4 gaminti 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
Obligacijų energijos formulė
Reakcijos energijos pokytis yra lygus sulaužytų ryšių energijos energijos sumai atėmus susidariusių ryšių energijos ryšį.
\ Delta E_ {reakcija} = \ Sigma BE_ {obligacijos sulaužytos} - \ Sigma BE_ {susiformavusios obligacijos}
Nubrėžkite molekules: H2C = CH2 + H-Cl ⟹ H3C — CH2-Cl
Matote, kad dviguba jungtis tarp anglies nutrūksta ir tampa viena jungtimi. Jūs žinote, kad druskos rūgštis, HCl, išsiskirs į jonus H + ir Cl-, ir šie jonai susijungs su anglies grandinės struktūra.
Suskaidytos obligacijos (ryšių energija kJ / mol):
C = C (602)
H — CL (432)
Dabar pridėkite juos kartu:
\ Sigma BE_ {obligacijos sulaužytos} = 602 + 432 = 1034
Susiformavusios jungtys (jungčių energija kJ / mol):
C — C (346)
C-Cl (339)
C-H (413)
Dabar pridėkite juos kartu:
\ Sigma BE_ {susidariusios obligacijos} = 346 + 339 + 413 = 1089
\ Delta E_ {reakcija} = \ Sigma BE_ {obligacijos sulaužytos} - \ Sigma BE_ {susidariusios obligacijos} = 1034-1089 = -55 \ text {kJ}
Galutinis rezultatas,-55 kJ, yra neigiamas, rodantis, kad reakcija buvo egzoterminė (išskiriama šiluma).