Când moleculele se formează prin îmbinarea atomilor care formează legături, procesul necesită fie un aportul de energie pentru a crea legătura sau eliberează energie ca căldură deoarece atomii în cauză „doresc” acest lucru legătură. În ambele cazuri, sistemul care constă din moleculele reactante și din moleculele produsului suferă o schimbare de energie, care în acest context se numește schimbare de entalpie.
Moleculele, după cum probabil știți, vin în tot felul de "arome" și numărul de legături diferite și tipuri de legături observate între diferite tipuri de atomi (C−C, C = C, C−H, N−O, C = O și așa mai departe) are ca rezultat o mare varietate de entalpii de legătură. Modificarea entalpiei pentru o reacție poate fi calculată din valorile individuale ale entalpiei legăturii într-un mod aritmetic simplu.
Ce este o legătură chimică?
De obicei, atomilor nu le place să existe singuri; majoritatea sunt blestemați cu aranjamente ale electronilor lor care îi lasă în stări de energie mai puțin decât optime. Doar prin partajarea, donarea sau câștigarea de electroni majoritatea atomilor pot atinge o stare de energie mai mică (adică preferabilă). (Gazele nobile, cum ar fi heliul și neonul, sunt excepții notabile.)
Când atomii împart electroni pentru a crea legături, conexiunea rezultată se numește legătură covalentă. Apă (H2O) este unul dintre numeroasele exemple de zi cu zi de compuși cu legături covalente. Pe de altă parte, când diferența de electronegativitate între atomi este suficient de mare, un atom în efectul extrage un electron din celălalt, creând o legătură ionică, ca în sarea de masă (clorură de sodiu sau NaCl).
Diferite tipuri de legături au energii de legătură diferite în funcție de numărul de perechi de electroni implicate (două într-o așa-numită legătură simplă, patru într-o legătură dublă și opt într-o legătură triplă) și modul în care cei doi atomi se raportează între ei în ceea ce privește potențialul electric și alți factori. Rezultatul este că energiile de legătură individuale sau entalpii de legătură, au fost determinate experimental,
Ce este Entalpia Bond?
Entalpia este o cantitate în termodinamică care descrie căldura care este transferată în timpul reacțiilor chimice. Ca căldură, poate fi considerată una dintre multele forme de energie din știința fizică (de exemplu, energia potențială gravitațională, energia cinetică, energia sonică și așa mai departe).
Entalpia bond este energia necesară pentru formarea sau ruperea unei legături date. Valoarea sa se poate schimba între molecule, chiar și pentru același tip de legătură. De exemplu, energia legăturii lui H2Cele două legături O − H ale lui O sunt de 464 kilojuli pe mol (kJ / mol), dar în metanol (CH3OH) legătura O − H are o entalpie de 427 kJ / mol.
Ecuațiile de entalpie a obligațiunilor
Entalpia legăturii Dx − y unei molecule de gaz diatomic XY este modificarea entalpiei pentru procesul reprezentat de reacția generică:
XY (g) → X (g) + Y (g)
ΔH ° (298 K) = Dx − y
Orice formulă de entalpie de legătură este dată la 298 K prin convenție pentru a standardiza ecuația. Aceasta este aproximativ temperatura camerei, egală cu 25 ° C sau 77 ° F. În realitate, reacția de mai sus este cel mai adesea ipotetică, deoarece majoritatea moleculelor nu există ca gaze monatomice la 298 K.
Dacă aveți o reacție simplă între două molecule și cunoașteți entalpiile de legătură ale individului obligațiuni, puteți utiliza următoarea relație pentru a calcula modificarea entalpiei totale pentru reacţie. Dacă este negativ, se eliberează căldură, iar reacția este exotermă; dacă este pozitivă, reacția este endotermă (și nu va continua fără adăugarea de energie).
Hrxn= ΣΔHrupt+ ΣΔHfăcut
Exemple de probleme de entalpie de legătură
Calculați entalpia reacției:
CO (g) + 2H2(g) ⟶ CH3OH (g)
Entalpia legăturilor din moleculă poate fi determinată din entalpiile legăturilor individuale. Pentru aceasta, consultați un tabel, cum ar fi pagina prezentată în Resurse.
Puteți vedea că există un total de trei legături rupte: Legătura triplă dintre C și O și cele două legături H-H. Entalpia totală este 1072 + 2 (432) = 1.936 kJ.
Numărul de legături formate este de cinci: trei C−Legături H, o legătură C-O și o legătură O − H. Entalpia totală a acestor legături este 3 (411) + 358 + 459 = 2.050 kJ.
Astfel, modificarea totală a entalpiei este de 1.936 - 2.050 = −114 kJ. Semnul negativ arată că reacția este exotermă, eliberând mai degrabă decât necesitând energie pentru a continua.