พลังงานพันธะคือแรงดึงดูดที่วัดได้ระหว่างอะตอมในโมเลกุล และสามารถใช้ทำนายผลลัพธ์ของปฏิกิริยาได้ อาพันธะเคมีคือการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่เสถียร stableและสามารถค้นหาพลังงานที่จำเป็นในการทำลายพันธะแต่ละอันได้ในตารางอ้างอิงและใช้ในการคำนวณพลังงานพันธะเพื่อค้นหาการเปลี่ยนแปลงพลังงานทั้งหมดที่คาดหวังในปฏิกิริยา
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
พลังงานพันธะ (BE) สูตร: Δ Eปฏิกิริยา = ∑ BE พันธบัตรแตก − ∑ BE พันธบัตรที่เกิดขึ้น
คุณสามารถหาพลังงานที่ปล่อยออกมา (หรือจำเป็น) เมื่อเกิดปฏิกิริยาโดยนำความแตกต่างระหว่างพลังงานพันธะของพันธะที่แตกออกกับพลังงานพันธะของพันธะที่ก่อตัวขึ้น
ปัจจัยที่มีผลต่อความแข็งแกร่งของพันธบัตร
ความแข็งแรงของพันธะได้รับผลกระทบจากความยาวของพันธะ ซึ่งได้รับผลกระทบจากรัศมีอะตอม ประจุนิวเคลียร์ อิเล็กโตรเนกาติวิตี และไม่ว่าพันธะจะเป็นพันธะเดี่ยว พันธะคู่ หรือพันธะสามก็ตาม โปรดทราบว่ามีข้อยกเว้น แต่ให้แนวโน้มโดยรวม
รัศมีอะตอมหากมีขนาดใหญ่ก็จะหมายความว่าอิเล็กตรอนภายนอกอยู่ห่างจากนิวเคลียสที่มีประจุบวก อะตอมขนาดเล็กสองอะตอมจะอยู่ใกล้กันมากกว่าอะตอมขนาดใหญ่ ดังนั้นพันธะจะแข็งแกร่งขึ้น
ประจุนิวเคลียร์ได้รับผลกระทบจากจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส เปรียบเทียบนีออน Ne (เลขอะตอม 10) และโซเดียมไอออน Na+ (เลขอะตอม 11) ทั้งสองมีอิเล็กตรอน 10 ตัว แต่ Na+ มีโปรตอน 11 ตัว และนีออนมีโปรตอนเพียง 10 ตัว ส่งผลให้มีประจุนิวเคลียร์สำหรับ Na+ สูงขึ้นในตารางธาตุ ธาตุที่อยู่ใกล้ทางด้านขวามือมีมากกว่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้และจะสร้างพันธะที่แน่นแฟ้นกว่าที่ชิดด้านซ้าย นอกจากนี้ องค์ประกอบที่อยู่ใกล้กับด้านบนของตารางธาตุจะมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้มากกว่าธาตุที่อยู่ด้านล่างสุด ตัวอย่างเช่น ฟลูออรีนมีปฏิกิริยามากกว่าไอโอดีน และคาร์บอนมีปฏิกิริยามากกว่าลิเธียม
พันธะคู่ต้องการพลังงานมากขึ้นก่อนที่จะถูกทำลาย สังเกตความแตกต่างของพลังงานพันธะที่ระบุไว้ด้านล่างสำหรับคาร์บอน
พันธะเดี่ยว: พลังงานพันธะ C—C คือ 346 kJ/mol
พันธะคู่: C=C พลังงานพันธะคือ 602 kJ/mol
พันธะสาม: C ≡ C พลังงานพันธะคือ 835 kJ/mol
ตัวอย่างการคำนวณพลังงานพันธบัตร
จากตารางพลังงานพันธะที่ให้ พลังงานที่เปลี่ยนไปเมื่อเติม HCl ลงใน C. คืออะไร2โฮ4 เพื่อผลิต C2โฮ5Cl?
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
สูตรพลังงานบอนด์
การเปลี่ยนแปลงพลังงานของปฏิกิริยาเท่ากับผลรวมของพลังงานพันธะของพันธะที่หักลบด้วยผลรวมของพลังงานพันธะของพันธะที่เกิดขึ้น
\Delta E_{reaction}=\Sigma BE_{bonds broken}-\Sigma BE_{เกิดพันธะ}
วาดโมเลกุล: H2C=CH2 + H-Cl ⟹ H3C—CH2-Cl
คุณจะเห็นได้ว่าพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนจะแตกตัวและกลายเป็นพันธะเดี่ยว คุณทราบดีว่ากรดไฮโดรคลอริก HCl จะแยกตัวออกเป็นไอออน H+ และ Cl- และไอออนเหล่านี้จะจับตัวกับโครงสร้างสายโซ่คาร์บอน
พันธะหัก (พลังงานพันธะ kJ/โมล):
ค=ค (602)
H—CL (432)
ตอนนี้เพิ่มสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกัน:
\Sigma BE_{พันธะหัก}=602+432=1034
พันธะที่เกิดขึ้น (พลังงานพันธะ kJ/โมล):
ซี—ซี (346)
C—Cl (339)
C—H (413)
ตอนนี้เพิ่มสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกัน:
\Sigma BE_{เกิดพันธะ}=346+339+413=1089
\Delta E_{reaction}=\Sigma BE_{bonds broken}-\Sigma BE_{พันธบัตรที่ก่อตัว}=1034-1089=-55\text{ kJ}
ผลสุดท้าย,-55 กิโลจูลเป็นค่าลบ แสดงว่าปฏิกิริยาคายความร้อน (ปล่อยความร้อน)
