Como calcular a energia de ligação

A energia de ligação é uma atração mensurável entre os átomos em uma molécula e pode ser usada para prever os resultados das reações. UMAligação químicaé umarranjo estável de elétrons, e a energia necessária para quebrar cada ligação pode ser consultada em uma tabela de referência e usada em cálculos de energia de ligação para encontrar a mudança total de energia esperada em uma reação.

TL; DR (muito longo; Não li)

Fórmula de energia de ligação (BE): Δ E_reação = ∑ BE _{laços quebrados} - ∑ BE _{laços formados}

Você pode encontrar a energia liberada (ou necessária) quando uma reação ocorre, tomando a diferença entre a energia de ligação das ligações que se rompem e a energia de ligação das ligações que são formadas.

A força da ligação é afetada pelo comprimento da ligação, que é afetado pelo raio atômico, carga nuclear, eletronegatividade e se a ligação é simples, dupla ou tripla. Observe que há exceções, mas fornece uma tendência geral.

​Raio atômico, se grande, significará que os elétrons externos estão longe da atração do núcleo carregado positivamente. Dois pequenos átomos estarão fisicamente mais próximos um do outro do que os grandes, então a ligação será mais forte.

​Carga nuclearé afetado pelo número de prótons no núcleo. Compare neon Ne (número atômico 10) e íon sódio Na + (número atômico 11). Ambos têm 10 elétrons, mas o Na + tem 11 prótons, e o néon tem apenas 10 prótons, resultando em uma carga nuclear mais alta para o Na +.

Na tabela periódica, os elementos que estão mais próximos do lado direito têm maiseletro-negatividadee, portanto, formarão laços mais fortes do que aqueles mais próximos do lado esquerdo. Além disso, os elementos que estão mais próximos do topo da tabela periódica têm mais eletronegatividade do que aqueles mais próximos da parte inferior. Por exemplo, o flúor é muito mais reativo do que o iodo e o carbono é mais reativo do que o lítio.

​Ligações duplasrequerem substancialmente mais energia antes que possam ser quebrados. Observe a diferença nas energias de ligação listadas abaixo para o carbono.

Ligação simples: a energia da ligação C — C é 346 kJ / mol
Ligação dupla: C = energia da ligação C é 602 kJ / mol
Ligação tripla: a energia da ligação C ≡ C é 835 kJ / mol

Usando a tabela de energias de ligação fornecida, qual é a mudança de energia quando HCl é adicionado a C₂H₄ para produzir 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

A mudança de energia da reação é igual à soma da energia de ligação das ligações quebradas menos a soma da energia de ligação das ligações formadas.

Desenhe as moléculas: H₂C = CH₂ + H-Cl ⟹ H₃C — CH₂-Cl

Você pode ver que a ligação dupla entre os carbonos se quebra e se torna uma ligação simples. Você sabe que o ácido clorídrico, HCl, se dissocia em íons H + e Cl-, e esses íons se ligam à estrutura da cadeia de carbono.

Ligações quebradas (energia de ligação kJ / mol):

C = C (602)
H — CL (432)
Agora some estes:

Ligações formadas (energia de ligação kJ / mol):

C — C (346)
C — Cl (339)
C — H (413)
Agora some estes:

O resultado final,-55 kJ, é negativo, indicando que a reação foi exotérmica (liberação de calor).