Содержание

• Шагать
• Часть 1 из 2: Определение разорванных и образовавшихся облигаций
• Часть 2 из 2: Расчет энергии связи

Энергия связи - важное понятие в химии, которое определяет количество энергии, необходимое для разрыва связи между ковалентно связанным газом. Этот тип энергии связи не применяется к ионным связям. Когда два атома соединяются, образуя новую молекулу, можно определить силу связи между атомами, измерив количество энергии, необходимое для разрыва этой связи. Помните, что у одиночного атома нет энергии связи - это связь между двумя атомами, имеющая энергию. Чтобы рассчитать энергию связи реакции, вы просто определяете общее количество разорванных связей, а затем вычитаете общее количество образованных связей.

Шагать

Часть 1 из 2: Определение разорванных и образовавшихся облигаций

1. Задайте уравнение для расчета энергии связи. Энергия связи определяется суммой всех разорванных связей за вычетом суммы всех образованных связей: ΔH = ∑H_{(разорванные узы)} - ∑H_{(образованные облигации)}. ΔH - это изменение энергии связи, также называемое энтальпией связи, а ∑H - сумма энергий связи для каждой стороны уравнения.
   • Это уравнение является формой закона Гесса.
   • Единица измерения энергии связи - килоджоули на моль или кДж / моль.
2. Нарисуйте химическое уравнение, которое показывает все связи между молекулами. Когда уравнение реакции записывается просто с помощью химических символов и чисел, полезно построить это уравнение, чтобы показать все связи между различными элементами и молекулами. С помощью этого визуального представления вы можете легко подсчитать все связи, которые разрываются и образуются на стороне реакции и продукта в уравнении.
   • Помните, что левая часть уравнения содержит все реагенты, а правая - все продукты.
   • Одинарные, двойные и тройные связи имеют разную энергию связи, поэтому убедитесь, что на диаграмме указаны правильные связи между элементами.
   • Например, если взять уравнение H₂(г) + Br₂(g) ---> 2 HBr (г) будет означать реакцию между 2 водородом и 2 бромом, это будет выглядеть как H-H + Br-Br ---> 2 H-Br. Дефисы обозначают некоторые связи между элементами в реагентах и ​​продуктах.
3. Изучите правила подсчета разорванных и образовавшихся облигаций. В большинстве случаев энергии связи, которые вы используете для этих расчетов, будут средними. Одна и та же связь может иметь немного другую энергию связи в зависимости от молекулы, в которой она образована, поэтому обычно используются средние энергии связи.
   • Одинарная, двойная и тройная связь рассматриваются как одна разорванная связь. Все они имеют разную энергию связи, но считаются только одной разорванной связью.
   • То же самое верно для образования одинарной, двойной или тройной связи. Они считаются образованной одинарной связью.
   • В нашем примере все облигации являются одинарными.
4. Выберите разорванные связи слева от уравнения. Левая часть содержит реагенты. Они представляют все разорванные связи в уравнении. Это эндотермический процесс, требующий поглощения энергии для разрыва связей.
   • В нашем примере левая сторона имеет 1 связь H-H и 1 связь Br-Br.
5. Подсчитайте облигации, образованные справа от уравнения. Правая сторона содержит все продукты. Это все узы, которые будут сформированы. Это экзотермический процесс, при котором выделяется энергия, обычно в виде тепла.
   • В нашем примере правая сторона имеет 2 связи H-Br.

Часть 2 из 2: Расчет энергии связи

1. Найдите энергии связи рассматриваемых связей. Существует множество таблиц, в которых представлена ​​информация о средних энергиях связывания для конкретного связывания. Эти таблицы можно найти в Интернете или в книге по химии. Важно отметить, что эти энергии связи всегда относятся к молекулам в газообразном состоянии.
   • В нашем примере вам нужно найти энергию связи для связи H-H, связи Br-Br и связи H-Br.
   • H-H = 436 кДж / моль, Br-Br = 193 кДж / моль и H-Br = 366 кДж / моль.
   • Чтобы вычислить энергию связи для молекул в жидком состоянии, вам также необходимо найти изменение энтальпии испарения молекулы жидкости. Это количество энергии, необходимое для преобразования жидкости в газ. Это число добавляется к полной энергии связи.
     • Например: если вы хотите получить жидкую воду, вы бы добавили в уравнение изменение энтальпии испарения воды (+41 кДж).
2. Умножьте энергии связи на количество разорванных связей. В некоторых уравнениях одна и та же связь может быть разорвана несколько раз. Например, предположим, что молекула содержит четыре атома водорода, тогда энергию связи водорода нужно подсчитать четыре раза или умножить на 4.
   • В нашем примере каждая молекула имеет только одну связь, поэтому энергии связи просто умножаются на единицу.
   • H-H = 436 x 1 = 436 кДж / моль
   • Br-Br = 193 x 1 = 193 кДж / моль
3. Сложите все энергии разорванных связей. После того, как вы умножили энергии связи на количество отдельных связей, вам нужно сложить все связи на стороне реакции.
   • В нашем примере сумма разорванных связей составляет H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 кДж / моль.
4. Умножьте энергии связи на количество образованных связей. Так же, как вы сделали для разорванных связей на стороне реакции, вы собираетесь умножить количество образованных связей на соответствующую энергию связи. Если образуются четыре водородные связи, вы должны умножить эту энергию связи на четыре.
   • В нашем примере мы сформировали 2 связи H-Br, поэтому энергия связи H-Br (366 кДж / моль) будет умножена на два: 366 x 2 = 732 кДж / моль.
5. Сложите все образовавшиеся энергии связи. Опять же, как и с разорванными связями, вы собираетесь сложить все связи, образованные на стороне продукта. Иногда у вас сформирован только один продукт, и вы можете пропустить этот шаг.
   • В нашем примере образуется только один продукт, поэтому энергия образованных связей - это просто энергия двух связей H-Br, или 732 кДж / моль.
6. Вычтите облигации, образованные из разорванных связей. После того, как вы сложите все энергии связи для обеих сторон, просто вычтите связи, образованные из разорванных связей. Запомните уравнение: ΔH = ∑H_{(узы разорваны)} - ∑H_{(образованные облигации)}. Введите рассчитанные значения в уравнение и вычислите минус-сумму.
   • В нашем примере: ΔH = ∑H_{(разорванные узы)} - ∑H_{(образованные облигации)} = 629 кДж / моль - 732 кДж / моль = -103 кДж / моль.
7. Определите, была ли вся реакция эндотермической или экзотермической. Последний шаг в вычислении энергии связи - определить, выделяет ли реакция энергию или потребляет энергию. Эндотермическая реакция (та, которая потребляет энергию) будет иметь положительную конечную энергию связи, в то время как экзотермическая реакция (та, которая высвобождает энергию) будет иметь отрицательную энергию связи.
   • В нашем примере конечная энергия связи отрицательна, поэтому реакция экзотермична.