Energia de legătură este o atracție măsurabilă între atomii dintr-o moleculă și poate fi utilizată pentru a prezice rezultatele reacțiilor. Alegătură chimicăeste undispunerea stabilă a electronilor, iar energia necesară pentru a sparge fiecare legătură poate fi căutată într-un tabel de referință și utilizată în calculele energiei legăturii pentru a găsi schimbarea totală de energie așteptată într-o reacție.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Formula energiei de legătură (BE): Δ Ereacţie = ∑ BE legături rupte - ∑ BE s-au format legături
Puteți găsi energia eliberată (sau necesară) atunci când are loc o reacție luând diferența dintre energia de legătură a legăturilor care se rup și energia de legătură a legăturilor care se formează.
Factori care afectează rezistența obligațiunilor
Puterea legăturii este afectată de lungimea legăturii, care este afectată de raza atomică, sarcina nucleară, electronegativitate și dacă legătura este o legătură simplă, dublă sau triplă. Rețineți că există excepții, dar oferă o tendință generală.
Raza atomică, dacă este mare, va însemna că electronii externi sunt departe de atracția nucleului încărcat pozitiv. Doi atomi mici vor fi mai apropiați fizic unul de celălalt decât cei mari, astfel încât legătura va fi mai puternică.
Sarcina nuclearăeste afectat de numărul de protoni din nucleu. Comparați neon Ne (numărul atomic 10) și ionul de sodiu Na + (numărul atomic 11). Ambii au 10 electroni, dar Na + are 11 protoni, iar neonul are doar 10 protoni, rezultând o încărcare nucleară mai mare pentru Na +.
În tabelul periodic, elementele care sunt mai aproape de partea dreaptă au mai multeelectronegativitateși, prin urmare, vor forma legături mai puternice decât cele mai apropiate de partea stângă. De asemenea, elementele care sunt mai aproape de partea de sus a tabelului periodic au mai multă electronegativitate decât cele mai apropiate de partea de jos. De exemplu, fluorul este mult mai reactiv decât iodul, iar carbonul este mai reactiv decât litiul.
Duble legăturinecesită mult mai multă energie înainte de a putea fi sparte. Rețineți diferența dintre energiile de legătură enumerate mai jos pentru carbon.
Legătură simplă: energia legăturii C — C este de 346 kJ / mol
Dublă legătură: energia de legătură C = C este de 602 kJ / mol
Legătură triplă: energia legăturii C ≡ C este de 835 kJ / mol
Exemplu de calcul al energiei obligațiunilor
Folosind tabelul cu energiile de legătură dat, care este schimbarea energiei când se adaugă HCl la C2H4 a produce C2H5Cl?
Acid clorhidric |
432 |
C - H |
413 |
C = C |
602 |
C - C |
346 |
C — Cl |
339 |
LibreTexte: 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
Formula Energiei Bond
Schimbarea energiei reacției este egală cu suma energiei de legătură a legăturilor rupte minus suma energiei de legătură a legăturilor formate.
\ Delta E_ {reacție} = \ Sigma BE_ {obligațiuni rupte} - \ Sigma BE_ {obligațiuni formate}
Desenați moleculele: H2C = CH2 + H-Cl ⟹ H3C - CH2-Cl
Puteți vedea că dubla legătură dintre carboni se rupe și devine o legătură simplă. Știți că acidul clorhidric, HCI, se va disocia în ioni H + și Cl-, iar acești ioni se vor lega cu structura lanțului de carbon.
Legături rupte (energie de legătură kJ / mol):
C = C (602)
H — CL (432)
Acum adăugați-le împreună:
\ Sigma BE_ {obligațiuni rupte} = 602 + 432 = 1034
Legături formate (energie de legătură kJ / mol):
C-C (346)
C — Cl (339)
C — H (413)
Acum adăugați-le împreună:
\ Sigma BE_ {legături formate} = 346 + 339 + 413 = 1089
\ Delta E_ {reacție} = \ Sigma BE_ {obligațiuni rupte} - \ Sigma BE_ {obligațiuni formate} = 1034-1089 = -55 \ text {kJ}
Rezultatul final,-55 kJ, este negativ, indicând faptul că reacția a fost exotermă (căldură eliberată).