Енергія зв'язку є вимірюваним притяганням між атомами в молекулі і може використовуватися для прогнозування результатів реакцій. Aхімічний зв’язокєстійке розташування електронів, а енергію, необхідну для розриву кожного зв’язку, можна переглянути в довідковій таблиці та використовувати при розрахунках енергії зв’язку, щоб знайти загальну зміну енергії, яка очікується в реакції.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Формула енергії зв'язку (BE): Δ Eреакція = ∑ БУДЬ облігації розірвані - ∑ БУТИ формуються облігації
Ви можете знайти енергію, що виділяється (або потрібна), коли відбувається реакція, беручи різницю між енергією зв’язку, що розривається, та енергією зв’язків, що утворюються.
Фактори, що впливають на міцність зв'язків
На міцність зв’язку впливає довжина зв’язку, на яку впливають атомний радіус, ядерний заряд, електронегативність і те, чи є зв’язок одинарною, подвійною чи потрійною. Зверніть увагу, що є винятки, але це забезпечує загальну тенденцію.
Атомний радіус, якщо він великий, це означатиме, що зовнішні електрони далекі від тяги позитивно зарядженого ядра. Два малі атоми будуть фізично ближче один до одного, ніж великі, тому зв’язок буде міцнішим.
Ядерний зарядвпливає кількість протонів в ядрі. Порівняйте неон Ne (атомний номер 10) та іон натрію Na + (атомний номер 11). Обидва мають 10 електронів, але Na + має 11 протонів, а неон - лише 10 протонів, що призводить до більшого ядерного заряду для Na +.
У періодичній системі елементів, які знаходяться ближче до правої сторони, більшеелектронегативністьі тому утворюватимуть міцніші зв’язки, ніж ті, що ближче до лівої сторони. Крім того, елементи, які знаходяться ближче до верхньої частини періодичної таблиці, мають більшу електронегативність, ніж ті, що ближче до нижньої. Наприклад, фтор набагато більш реактивний, ніж йод, а вуглець - більш реактивний, ніж літій.
Подвійні облігаціївимагають значно більше енергії, перш ніж їх можна зламати. Зверніть увагу на різницю в енергіях зв'язку, перерахованих нижче для вуглецю.
Одинарний зв’язок: енергія зв’язку C — C становить 346 кДж / моль
Подвійний зв’язок: C = C енергія зв’язку становить 602 кДж / моль
Потрійний зв'язок: Енергія зв'язку C ≡ C становить 835 кДж / моль
Приклад розрахунку енергії зв'язку
Використовуючи наведену таблицю енергій зв’язків, якою є зміна енергії при додаванні HCl до С2H4 для отримання С2H5Cl?
Н — Кл |
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
Формула енергії зв’язку
Зміна енергії реакції дорівнює сумі енергії зв'язку розірваних зв’язків мінус сума енергії зв’язку утворених зв’язків.
\ Delta E_ {реакція} = \ Sigma BE_ {зв’язки розірвані} - \ Sigma BE_ {зв’язки утворені}
Намалюйте молекули: Н2С = СН2 + H-Cl ⟹ H3С — СН2-Кл
Ви бачите, що подвійний зв’язок між вуглецями розривається і стає єдиним зв’язком. Ви знаєте, що соляна кислота, HCl, буде дисоціювати на іони Н + і Cl-, і ці іони зв’язуватимуться із структурою вуглецевого ланцюга.
Розірвані зв'язки (енергія зв'язку кДж / моль):
C = C (602)
H — CL (432)
Тепер складіть їх разом:
\ Sigma BE_ {розірвані облігації} = 602 + 432 = 1034
Утворені зв'язки (енергія зв'язку кДж / моль):
C — C (346)
C — Cl (339)
C — H (413)
Тепер складіть їх разом:
\ Sigma BE_ {утворені облігації} = 346 + 339 + 413 = 1089
\ Delta E_ {реакція} = \ Sigma BE_ {зв’язки розірвані} - \ Sigma BE_ {зв’язки утворені} = 1034-1089 = -55 \ text {kJ}
Кінцевий результат,-55 кДж, є негативним, що вказує на те, що реакція була екзотермічною (тепло, що виділяється).