Energie vazby je důležitým pojmem v chemii, který popisuje množství energie potřebné k rozbití vazeb mezi kovalentními vazebnými plyny. Energie výplňových vazeb se nevztahuje na iontové vazby. Když se 2 atomy spojí dohromady a vytvoří novou molekulu, stupeň pevnosti vazby mezi atomy lze určit měřením množství energie potřebné k přerušení vazby. Pamatujte, že jeden atom nemá energii vazby; tato energie existuje pouze ve vazbách mezi dvěma atomy. Pro výpočet energií vazeb jednoduše určete celkový počet přerušených vazeb a poté odečtěte celkový počet vytvořených vazeb.
Krok
Část 1 ze 2: Určení zlomených a vytvořených dluhopisů
Krok 1. Definujte rovnici pro výpočet energie vazby
Energie vazby je definována jako součet všech přerušených vazeb minus počet vytvořených vazeb: H = H(přerušení vazby) - H(vytvořené pouto). H je změna energie vazby, známá také jako entalpie vazby, a H je součet energií vazby pro každou stranu rovnice.
- Tato rovnice je formou Hessova zákona.
- Jednotkou energie vazby je kilojoule na mol nebo kJ/mol.
Krok 2. Napište chemickou rovnici ukazující všechny mezimolekulární vazby
Když je rovnice pro reakci v problému napsána pouze pomocí chemických symbolů a čísel, je psaní této rovnice užitečné, protože popisuje všechny vazby, které vznikají mezi různými prvky a molekulami. Tato vizuální reprezentace vám umožní vypočítat všechny vazby, které jsou zlomené a vytvořené na reakční a produktové straně rovnice.
- Pamatujte, že levá strana rovnice jsou reaktanty a pravá strana jsou produkty.
- Jednoduché, dvojité a trojité vazby mají různé energie vazeb, takže nakreslete diagram se správnými vazbami mezi prvky.
- Pokud například nakreslíte následující rovnici pro reakci mezi 2 vodíky a 2 bromy: H2(g) + Br2(g)-2 HBr (g), získáte: H-H + Br-Br-2 H-Br. Pomlčka (-) označuje jednoduchou vazbu mezi prvky v reakčních složkách a produktech.
Krok 3. Znát pravidla pro počítání zlomených a vytvořených dluhopisů
V některých případech budou energie vazeb, které budou použity pro tento výpočet, průměr. Stejná vazba může mít mírně odlišné energie vazby na základě vytvořených molekul; proto se běžně používá průměrná energie vazby..
- Jednoduché, dvojité a trojité vazby jsou považovány za 1 zlom. Všichni mají různé energie svazku, ale počítají se jen jako jedna přestávka.
- Totéž platí pro jednoduché, dvojité nebo trojité formace. To se bude počítat jako jedna formace.
- V tomto případě jsou všechny dluhopisy jednoduché.
Krok 4. Identifikujte přerušení vazby na levé straně rovnice
Levá strana rovnice obsahuje reaktanty, které budou představovat všechny přerušené vazby v rovnici. Je to endotermický proces, který vyžaduje absorpci energie k rozbití vazeb.
V tomto případě má levá strana 1 vazbu H-H a 1 vazbu Br-Br
Krok 5. Spočítejte všechny vazby vytvořené na pravé straně rovnice
Pravá strana rovnice obsahuje všechny produkty. To jsou všechna pouta, která se vytvoří. Vytváření vazeb je exotermický proces, který uvolňuje energii, obvykle ve formě tepla.
V tomto případě má pravá strana 2 vazby H-Br
Část 2 ze 2: Výpočet energie vazby
Krok 1. Najděte energii vazby dotyčné vazby
Existuje mnoho tabulek, které obsahují informace o průměrných energiích vazeb konkrétní vazby. Můžete si to vyhledat na internetu nebo v knihách o chemii. Je důležité si uvědomit, že informace o energii vazby v tabulce platí vždy pro plynné molekuly.
- Například chcete najít energie vazby H-H, Br-Br a H-Br.
- H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.
-
Chcete -li vypočítat energii vazby molekuly v kapalné formě, musíte také najít entalpii změny vaporizace pro kapalnou molekulu. Toto je množství energie potřebné k přeměně kapaliny na plyn. Toto číslo se sčítá s celkovou energií vazby.
Například: Pokud se otázka ptá na kapalnou vodu, přidejte do rovnice entalpickou změnu odpařování vody (+41 kJ)
Krok 2. Vynásobte energii vazby počtem zlomených vazeb
V některých rovnicích můžete stejnou vazbu přerušit mnohokrát. Pokud jsou například v molekule 4 atomy vodíku, energie vodíkových vazeb se musí vypočítat čtyřikrát, neboli krát 4.
- V tomto případě existuje pouze 1 vazba na molekulu, takže jednoduše vynásobte energii vazby 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
Krok 3. Sečtěte všechny energie vazeb přerušených vazeb
Po vynásobení energií vazeb počtem jednotlivých vazeb musíte sečíst všechny vazby na straně reaktantů.
V našem případě je počet zlomených vazeb H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol
Krok 4. Vynásobte energii vazby počtem vytvořených vazeb
Stejně jako při práci na lámání vazeb na straně reaktantů musíte znásobit počet vazeb vytvořených příslušnými vazebnými energiemi. Pokud se vytvoří 4 vodíkové vazby, vynásobte energii těchto vazeb 4.
V tomto příkladu jsou 2 vazby H-Br vytvořeny tak, že energie vazby H-Br (366 kJ/mol) bude vynásobena 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol
Krok 5. Sečtěte všechny vytvořené vazby
Opět, stejně jako při lámání vazeb, se sčítají všechny vazby vytvořené na straně produktu. Někdy se vytvoří pouze 1 produkt a tento krok můžete přeskočit.
V našem příkladu je vytvořen pouze 1 produkt, takže vytvořená energie vazby se rovná energii vazby 2 H-Br vazeb, což je 732 kJ/mol
Krok 6. Odečtěte počet vazeb vytvořených přerušenými vazbami
Jakmile jsou všechny energie vazeb na obou stranách sečteny, jednoduše odečtěte přerušené vazby vytvořenými vazbami. Zapamatujte si tuto rovnici: H = H(přerušení vazby) - H(vytvořené pouto). Zapojte čísla do vzorce a odečtěte.
V tomto případě: H = H(přerušení vazby) - H(vytvořené pouto) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
Krok 7. Určete, zda je celá reakce endotermická nebo exotermická
Posledním krokem je vypočítat energie vazby a určit, zda reakce uvolňuje energii nebo energii spotřebovává. Endotermická (která spotřebovává energii) bude mít pozitivní konečnou energii vazby, zatímco exotermická reakce (která uvolňuje energii) bude mít negativní energii vazby.
