Kā aprēķināt obligāciju enerģiju

Obligāciju enerģija ir izmērāma piesaiste starp atomiem molekulā, un to var izmantot, lai prognozētu reakciju rezultātus. Aķīmiskā saiteirstabils elektronu izvietojums, un enerģiju, kas nepieciešama katras saites pārrāvumam, var meklēt atsauces tabulā un izmantot saites enerģijas aprēķinos, lai atrastu reakcijā gaidāmās kopējās enerģijas izmaiņas.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Obligāciju enerģijas (BE) formula: Δ E_reakcija = ∑ BE _{saites pārrautas} - ∑ BE _{izveidojās obligācijas}

Jūs varat atrast atbrīvoto (vai nepieciešamo) enerģiju, kad notiek reakcija, ņemot starpību starp saites, kas pārtrauc, un izveidoto saišu saites enerģiju.

Saites stiprumu ietekmē saites garums, kuru ietekmē atomu rādiuss, kodola lādiņš, elektronegativitāte un tas, vai saite ir viena, divkārša vai trīskārša saite. Ņemiet vērā, ka ir izņēmumi, taču tas nodrošina vispārēju tendenci.

​Atomu rādiuss, ja tas ir liels, tas nozīmēs, ka ārējie elektroni ir tālu no pozitīvi uzlādētā kodola pievilkšanas. Divi mazi atomi būs fiziski tuvāk viens otram nekā lielie, tāpēc saite būs stiprāka.

​Kodolenerģijaietekmē protonu skaits kodolā. Salīdziniet neona Ne (atoma skaitlis 10) un nātrija jonu Na + (atomu skaitlis 11). Abiem ir 10 elektroni, bet Na + ir 11 protoni, un neonā ir tikai 10 protoni, kā rezultātā Na + kodolenerģija ir augstāka.

Periodiskajā tabulā elementiem, kas atrodas tuvāk labajai pusei, ir vairākelektronegativitāteun tāpēc veidos stiprākas saites nekā tuvāk kreisajai pusei. Arī elementiem, kas atrodas tuvāk periodiskās tabulas augšdaļai, ir lielāka elektronegativitāte nekā tiem, kas atrodas tuvāk apakšai. Piemēram, fluors ir daudz reaktīvāks nekā jods, un ogleklis ir reaktīvāks nekā litijs.

​Dubultās saitesprasa daudz vairāk enerģijas, pirms tos var salauzt. Ņemiet vērā zemāk uzskaitīto oglekļa savienojumu enerģiju atšķirību.

Viena saite: C – C saites enerģija ir 346 kJ / mol
Divkāršā saite: C = C saites enerģija ir 602 kJ / mol
Trīskāršā saite: C ≡ C saites enerģija ir 835 kJ / mol

Izmantojot doto saites enerģiju tabulu, kādas ir enerģijas izmaiņas, pievienojot HCl HC₂H₄ ražot C₂H₅Cl?

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

Reakcijas enerģijas maiņa ir vienāda ar sašķelto saišu saites enerģijas summu, no kuras atņemta izveidoto saišu saites enerģijas summa.

Uzzīmējiet molekulas: H₂C = CH₂ + H-Cl ⟹ H₃C — CH₂-Cl

Var redzēt, ka dubultā saite starp ogļām pārtrauc un kļūst par vienu saiti. Jūs zināt, ka sālsskābe HCl sadalīsies jonos H + un Cl-, un šie joni saistīsies ar oglekļa ķēdes struktūru.

Sadalītās saites (saites enerģija kJ / mol):

C = C (602)
H — CL (432)
Tagad pievienojiet tos kopā:

Izveidotās saites (saites enerģija kJ / mol):

C – C (346)
C – Cl (339)
C – H (413)
Tagad pievienojiet tos kopā:

Galīgais rezultāts,-55 kJ, ir negatīva, norādot, ka reakcija bija eksotermiska (siltums izdalījās).