Energija vezi je pomemben koncept v kemiji, ki opisuje količino energije, potrebne za prekinitev vezi med plini kovalentne vezi. Energije vezi polnjenja ne veljajo za ionske vezi. Ko se 2 atoma povežeta in tvorita novo molekulo, je mogoče stopnjo jakosti vezi med atomi določiti z merjenjem količine energije, potrebne za prekinitev vezi. Ne pozabite, da en atom nima vezne energije; ta energija obstaja le v vezih med dvema atomoma. Za izračun energije vezi preprosto določite skupno število pretrganih vezi, nato odštejte skupno število nastalih vezi.
Korak
1. del od 2: Določanje prekinjenih in nastalih obveznic
Korak 1. Določite enačbo za izračun energije vezi
Energija vezi je opredeljena kot vsota vseh pretrganih vezi minus število nastalih vezi: H = H(prekinitev obveznice) - H(oblikovana vez). H je sprememba energije vezi, znana tudi kot entalpija vezi, in H je vsota energije vezi za vsako stran enačbe.
- Ta enačba je oblika Hessovega zakona.
- Enota za energijo vezi je kilodžul na mol ali kJ/mol.
2. korak Napišite kemijsko enačbo, ki prikazuje vse medmolekularne vezi
Ko je enačba za reakcijo v problemu zapisana samo s kemičnimi simboli in številkami, je pisanje te enačbe v pomoč, ker opisuje vse vezi, ki nastanejo med različnimi elementi in molekulami. Ta vizualna predstavitev vam bo omogočila izračun vseh vezi, ki so pretrgane in nastale na strani reaktanta in produkta enačbe.
- Ne pozabite, da so leva stran enačbe reaktanti, desna stran pa produkti.
- Enojne, dvojne in trojne vezi imajo različne energije vezi, zato narišite diagram s pravilnimi vezmi med elementi.
- Če na primer narišete naslednjo enačbo za reakcijo med 2 vodikoma in 2 bromom: H2(g) + Br2(g)-2 HBr (g), dobite: H-H + Br-Br-2 H-Br. Vezaj (-) označuje enojno vez med elementi v reaktantih in produktih.
Korak 3. Spoznajte pravila za štetje prekinjenih in nastalih obveznic
V nekaterih primerih bo energija vezi, ki bo uporabljena za ta izračun, povprečna. Ista vez ima lahko nekoliko različne energije vezi glede na nastale molekule; zato se običajno uporablja povprečna energija vezi..
- Enojne, dvojne in trojne vezi se obravnavajo kot 1 prelom. Vsi imajo različne energije vezi, vendar štejejo le za en prelom.
- Enako velja za enojne, dvojne ali trojne formacije. To bo štelo kot ena formacija.
- V tem primeru so vse obveznice enojne.
Korak 4. Opredelite prekinitev vezi na levi strani enačbe
Na levi strani enačbe so reaktanti, ki bodo predstavljali vse pretrgane vezi v enačbi. To je endotermni proces, ki zahteva absorpcijo energije za prekinitev vezi.
V tem primeru ima leva stran 1 H-H vez in 1 Br-Br vez
Korak 5. Preštejte vse vezi, ki so nastale na desni strani enačbe
Na desni strani enačbe so vsi izdelki. To so vse vezi, ki bodo nastale. Tvorba vezi je eksotermni proces, ki sprošča energijo, običajno v obliki toplote.
V tem primeru ima desna stran 2 vezi H-Br
2. del 2: Izračun energije vezi
Korak 1. Poiščite energijo vezi zadevne vezi
Obstaja veliko tabel, ki vsebujejo informacije o povprečnih energijah vezi določene vezi. To lahko poiščete na internetu ali v knjigah o kemiji. Pomembno je omeniti, da so informacije o energiji vezi v tabeli vedno za plinaste molekule.
- Na primer, želite najti energijo vezi H-H, Br-Br in H-Br.
- H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.
-
Za izračun energije vezi molekule v tekoči obliki morate najti tudi entalpijo spremembe uparjanja za molekulo tekočine. To je količina energije, ki je potrebna za pretvorbo tekočine v plin. To število se sešteje skupni energiji vezi.
Na primer: Če vprašanje postavlja tekočo vodo, k enačbi dodajte spremembo entalpije uparjanja vode (+41 kJ)
Korak 2. Pomnožite energijo vezi s številom pretrganih vezi
V nekaterih enačbah lahko isto vez večkrat prekinete. Na primer, če so v molekuli 4 vodikovi atomi, je treba energijo vodikove vezi izračunati štirikrat, to je 4 -krat.
- V tem primeru obstaja le 1 vez na molekulo, zato preprosto pomnožite energijo vezi z 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
Korak 3. Seštejte vse energije vezi prekinjenih vezi
Ko pomnožite energije vezi s številom posameznih vezi, morate sešteti vse vezi na strani reaktanta.
V našem primeru je število pretrganih vezi H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol
Korak 4. Pomnožite energijo vezi s številom nastalih vezi
Tako kot pri prekinitvi vezi na strani reaktanta morate pomnožiti število vezi, ki jih tvorijo ustrezne energije vezi. Če nastanejo 4 vodikove vezi, energijo teh vezi pomnožimo s 4.
V tem primeru nastanejo 2 vezi H-Br, tako da se energija vezi H-Br (366 kJ/mol) pomnoži z 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol
Korak 5. Seštejte vse nastale energije vezi
Spet se tako kot prekinitev vezi seštejejo vse vezi, ki nastanejo na strani izdelka. Včasih nastane le 1 izdelek in ta korak lahko preskočite.
V našem primeru nastane le 1 produkt, zato je nastala energija vezi enaka energiji vezi 2 H-Br vezi, ki znaša 732 kJ/mol
Korak 6. Odštejte število obveznic, ki jih tvorijo pretrgane obveznice
Ko se seštejejo vse energije vezi na obeh straneh, preprosto odštejte pretrgane vezi za nastale vezi. Zapomnite si to enačbo: H = H(prekinitev obveznice) - H(oblikovana vez). Številke vstavite v formulo in odštejte.
V tem primeru: H = H(prekinitev obveznice) - H(oblikovana vez) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
Korak 7. Ugotovite, ali je celotna reakcija endotermna ali eksotermna
Zadnji korak je izračun energije vezi, da se ugotovi, ali reakcija sprošča energijo ali jo porabi. Endotermna (ki porablja energijo) bo imela pozitivno končno energijo vezi, medtem ko bo eksotermna reakcija (ki sprošča energijo) negativno energijo vezi.
