Vezna energija je merljiva privlačnost med atomi v molekuli in jo lahko uporabimo za napovedovanje izidov reakcij. Akemična vezjestabilna razporeditev elektronov, in energijo, ki je potrebna za prekinitev vsake vezi, lahko poiščemo v referenčni tabeli in uporabimo pri izračunih energije vezi, da poiščemo skupno pričakovano spremembo energije v reakciji.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Formula vezivne energije (BE): Δ Ereakcija = ∑ BODI obveznice prekinjene - ∑ BODI oblikovane obveznice
Energijo, ki se sprosti (ali zahteva), ko pride do reakcije, lahko najdete tako, da izberete razliko med energijo vezi, ki se pretrga, in energijo vezi, ki nastane.
Dejavniki, ki vplivajo na trdnost vezi
Na trdnost vezi vpliva dolžina vezi, na katero vplivajo atomski polmer, jedrski naboj, elektronegativnost in to, ali je vez enojna, dvojna ali trojna vez. Upoštevajte, da obstajajo izjeme, vendar zagotavlja splošen trend.
Atomski polmer, če je velik, bo pomenilo, da so zunanji elektroni daleč od vleka pozitivno nabitega jedra. Dva majhna atoma bosta fizično bližje drug drugemu kot velika, zato bo vez močnejša.
Jedrski nabojvpliva število protonov v jedru. Primerjajte neon Ne (atomsko število 10) in natrijev ion Na + (atomsko število 11). Oba imata 10 elektronov, Na + pa 11 protonov, neon pa le 10 protonov, kar ima za posledico večji jedrski naboj za Na +.
V periodnem sistemu imajo elementi, ki so bližje desni strani, večelektronegativnostin bo zato tvoril močnejše vezi kot tiste, ki so bližje levi strani. Tudi elementi, ki so bližje vrhu periodnega sistema, imajo več elektronegativnosti kot tisti, ki so bližje dnu. Kot primer je fluor veliko bolj reaktiven kot jod, ogljik pa bolj reaktiven kot litij.
Dvojne vezipotrebujejo bistveno več energije, preden jih je mogoče zlomiti. Upoštevajte razlike v spodaj naštetih energijah vezi za ogljik.
Enojna vez: energija vezi C-C je 346 kJ / mol
Dvojna vez: C = energija vezi C je 602 kJ / mol
Trojna vez: Energija vezi C ≡ C je 835 kJ / mol
Primeri izračunov energije obveznic
Kakšna je sprememba energije, če dodamo HCl v C z uporabo tabele danih energij vezi2H4 za proizvodnjo 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
Formula energijske vezi
Sprememba energije reakcije je enaka vsoti vezi vezi prekinjenih vezi minus minus vsota vezi vezi, ki nastane.
\ Delta E_ {reakcija} = \ Sigma BE_ {obveznice so prekinjene} - \ Sigma BE_ {oblikovane obveznice}
Nariši molekule: H2C = CH2 + H-Cl ⟹ H3C — CH2-Cl
Vidite lahko, da se dvojna vez med ogljiki pretrga in postane enojna vez. Veste, da se bo klorovodikova kislina HCl disociirala na ione H + in Cl- in ti ioni se bodo povezali z ogljikovo verižno strukturo.
Pretrgane vezi (energija vezi kJ / mol):
C = C (602)
V — CL (432)
Zdaj jih dodajte skupaj:
\ Sigma BE_ {prekinjene vezi} = 602 + 432 = 1034
Nastale vezi (energija vezi kJ / mol):
C — C (346)
C — Cl (339)
C — H (413)
Zdaj jih dodajte skupaj:
\ Sigma BE_ {oblikovane obveznice} = 346 + 339 + 413 = 1089
\ Delta E_ {reakcija} = \ Sigma BE_ {vezave prekinjene} - \ Sigma BE_ {oblikovane vezi} = 1034-1089 = -55 \ text {kJ}
Končni rezultat,-55 kJ, je negativen, kar kaže, da je bila reakcija eksotermna (sproščena toplota).