Energia väzby je merateľnou príťažlivosťou medzi atómami v molekule a dá sa použiť na predpovedanie výsledkov reakcií. Achemická väzbaje astabilné usporiadanie elektrónova energiu, ktorá je potrebná na prerušenie každej väzby, je možné vyhľadať v referenčnej tabuľke a použiť ju pri výpočtoch energie väzby na nájdenie celkovej zmeny energie očakávanej pri reakcii.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Vzorec dlhopisovej energie (BE): Δ Ereakcia = ∑ BE väzby zlomené - ∑ BE vznikli väzby
Uvoľnenú (alebo potrebnú) energiu, keď dôjde k reakcii, nájdete tak, že vezmete rozdiel medzi energiou väzieb väzieb, ktoré sa rozpadajú, a energiou väzieb vytvorených väzieb.
Faktory ovplyvňujúce pevnosť väzby
Sila väzby je ovplyvnená dĺžkou väzby, ktorá je ovplyvnená atómovým polomerom, jadrovým nábojom, elektronegativitou a tým, či je väzba jednoduchá, dvojitá alebo trojitá. Upozorňujeme, že existujú výnimky, ale poskytuje celkový trend.
Atómový polomer, ak je veľký, bude to znamenať, že vonkajšie elektróny sú ďaleko od ťahu kladne nabitého jadra. Dva malé atómy budú fyzicky bližšie k sebe ako veľké, takže väzba bude pevnejšia.
Jadrová náložje ovplyvnená počtom protónov v jadre. Porovnajte neón Ne (atómové číslo 10) a sodíkový ión Na + (atómové číslo 11). Oba majú 10 elektrónov, ale Na + má 11 protónov a neón má iba 10 protónov, čo má za následok vyšší jadrový náboj pre Na +.
Na periodickej tabuľke majú prvky bližšie k pravej ruke viacelektronegativitaa preto vytvorí silnejšie väzby ako tie, ktoré sú bližšie k ľavej strane. Tiež prvky, ktoré sú bližšie k hornej časti periodickej tabuľky, majú väčšiu elektronegativitu ako tie, ktoré sú bližšie k spodnej časti periodickej tabuľky. Napríklad fluór je oveľa reaktívnejší ako jód a uhlík je reaktívnejší ako lítium.
Dvojité väzbyvyžadujú podstatne viac energie, aby sa mohli rozbiť. Poznamenajte si rozdiel v energiách väzby uvedený nižšie pre uhlík.
Jednoduchá väzba: energia väzby C-C je 346 kJ / mol
Dvojitá väzba: energia väzby C = C je 602 kJ / mol
Trojitá väzba: Energia väzby C ≡ C je 835 kJ / mol
Príklad výpočtov väzbovej energie
Aká je uvedená tabuľka väzbových energií, aká je zmena energie, keď sa k C pridá HCl2H4 vyrábať 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
Vzorec dlhopisovej energie
Energetická zmena reakcie sa rovná súčtu väzbovej energie rozbitých väzieb mínus súčet väzbovej energie vytvorených väzieb.
\ Delta E_ {reakcia} = \ Sigma BE_ {porušené väzby} - \ Sigma BE_ {vytvorené väzby}
Nakreslite molekuly: H2C = CH2 + H-Cl ⟹ H3C-CH2-Cl
Vidíte, že dvojitá väzba medzi uhlíkmi sa rozpadá a stáva sa jednoduchou väzbou. Viete, že kyselina chlorovodíková, HCl, sa bude disociovať na ióny H + a Cl- a tieto ióny sa budú viazať na štruktúru uhlíkového reťazca.
Zlomené väzby (energia väzby kJ / mol):
C = C (602)
H — CL (432)
Teraz pridajte tieto dohromady:
\ Sigma BE_ {dlhopisy zlomené} = 602 + 432 = 1034
Vytvorené väzby (energia väzby kJ / mol):
C — C (346)
C — Cl (339)
C-H (413)
Teraz pridajte tieto dohromady:
\ Sigma BE_ {vznikli dlhopisy} = 346 + 339 + 413 = 1089
\ Delta E_ {response} = \ Sigma BE_ {väzby zlomené} - \ Sigma BE_ {vytvorené väzby} = 1034-1089 = -55 \ text {kJ}
Konečný výsledok,-55 kJ, je záporné, čo naznačuje, že reakcia bola exotermická (uvoľnené teplo).