Cómo calcular la energía de enlace

Coescrito por Bess Ruff, MA

La energía de enlace es un concepto importante en química que define la cantidad de energía necesaria para romper un enlace entre un gas unido covalentemente. ^{[1]
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Fuente de investigación} Este tipo de energía de enlace no se aplica a los enlaces iónicos. ^{[2]
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Fuente de investigación} Cuando dos átomos se unen para formar una nueva molécula, es posible determinar qué tan fuerte es el enlace entre los átomos midiendo la cantidad de energía necesaria para romper ese enlace. Recuerda que un átomo solo no tiene una energía de enlace; es el enlace entre dos átomos el que tiene energía. Para calcular la energía de enlace de una reacción, simplemente determine el número total de enlaces rotos y luego reste el número total de enlaces formados.

Parte 1

Parte 1 de 2:

Determinar los enlaces rotos y formados

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Definela ecuación para calcular la energía de enlace. La energía de enlace se define por la suma de todos los enlaces rotos menos la suma de todos los enlaces formados :ΔH = ∑H _{(bonds broken)} - ∑H _{(bonds formed)} . ΔH es el cambio en energía de enlace, también conocido como la entalpía de enlace y ∑H es la suma de las energías de enlace para cada lado de la ecuación. ^{[3]
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Fuente de investigación}
- Esta ecuación es una fórmula de la ley de Hess.
- La unidad para la energía de enlace es kilojulios por mol o kJ/mol. ^{[4]
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  Fuente de investigación}
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Dibuja la ecuación química mostrando todos los enlaces entre moléculas. Cuando se recibe una ecuación escrita sólo con símbolos y números químicos, es útil sacar esta ecuación, ilustrando todos los enlaces formados entre los diversos elementos y moléculas. Esta representación visual le permitirá contar fácilmente todos los enlaces que se rompen y se forman en los lados del reactivo y del producto de la ecuación.
- Recuerda que el lado izquierdo de la ecuación son todos los reactivos y el lado derecho son todos los productos.
- Los enlaces individuales, dobles y triples tienen energías de enlace diferente, así que no olvides dibujar el diagrama con los enlaces correctos entre los elementos. ^{[5]
  X
  Fuente de investigación}
- Por ejemplo, dibuja la siguiente ecuación: H ₂ (g) + Br ₂ (g) ---> 2 HBr(g)
- H-H + Br-Br ---> 2 H-Br
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Conoce las reglas para el conteo de enlaces rotos y formados. En la mayoría de los casos, las energías de enlace que va a utilizar para estos cálculos serán promedios. ^{[6]
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Fuente de investigación} El mismo enlace puede tener una energía de enlace ligeramente diferente basada en la molécula en la que se ha formado; por lo tanto, generalmente se utilizan las energías de enlace promedio. ^{[7]
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Fuente de investigación} .
- Un enlace solo, uno doble y uno triple son todos tratados como una ruptura. Todos tienen energías de enlace diferentes, pero se cuentan como una sola ruptura.
- Lo mismo cuenta para la formación de un enlace solo, doble, o triple. Se contarán como formaciones únicas.
- En nuestro ejemplo, todos los enlaces son enlaces simples.
4
Identifica los enlaces rotos en el lado izquierdo de la ecuación. El lado izquierdo contiene los reactivos. Estos van a representar todos los enlaces rotos en la ecuación. Este es un proceso endotérmico que requiere la absorción de energía para romper los enlaces. ^{[8]
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Fuente de investigación}
- En nuestro ejemplo, el lado izquierdo tiene los enlaces 1 H-H y 1 Br-Br.
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Cuenta los enlaces que se forman en el lado derecho de la ecuación. El lado derecho contiene todos los productos. Estas son todos las cadenas que se formarán. Este es un proceso exotérmico que libera energía, generalmente en forma de calor. ^{[9]
X
Fuente de investigación}
- En nuestro ejemplo, el lado derecho tiene 2 H-Br enlaces.
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Parte 2

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Calcular la energía de enlace

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Busca las energías de enlace de los enlaces en cuestión. Hay muchas tablas que tienen información sobre las energías de enlace promedio para un enlace específico. Esas tablas se pueden encontrar en línea o en un libro de química. Es importante destacar que estas energías de enlace son siempre para las moléculas en estado gaseoso. ^{[10]
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Fuente de investigación}
- En nuestro ejemplo, tienes que encontrar la energía de enlace para un enlace H-H, un enlace Br-Br y un enlace H-br.
- H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol. ^{[11]
  X
  Fuente de investigación}
- Para calcular la energía de enlace para las moléculas en estado líquido, también es necesario buscar el cambio de entalpía de vaporización para la molécula líquida. Esta es la cantidad de energía necesaria para convertir el líquido en gas. ^{[12]
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  Fuente de investigación} Este número se agrega a la energía de enlace total.
  - Por ejemplo: Si te dieron agua líquida, tendría que añadir el cambio de entalpía de vaporización del agua (+ 41 kJ) a la ecuación. ^{[13]
    X
    Fuente de investigación}
2
Multiplica las energías de enlace por el número de enlaces rotos. En algunas ecuaciones puedes tener el mismo enlace roto varias veces. ^{[14]
X
Fuente de investigación} </ref> Por ejemplo, si hay 4 átomos de hidrógeno en la molécula, entonces la energía de enlace del hidrógeno debe ser contada 4 veces, o multiplicada por 4.
- En nuestro ejemplo, hay solamente un enlace de cada molécula, por lo que las energías de enlace simplemente se multiplican por 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
3
Suma todas las energías de enlace de los enlaces rotos. Una vez que hayas multiplicado las energías de enlace por el número de enlaces individuales, necesitas sumar todos los enlaces en el lado reactivo. ^{[15]
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Fuente de investigación}
- En nuestro ejemplo, la suma de los enlaces rotos es H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol.
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Multiplica las energías de enlace por el número de enlaces formados. Al igual que con los enlaces rotos en la parte de reactivo, vas a multiplicar el número de enlaces formados por su energía de enlace respectiva. ^{[16]
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Fuente de investigación} Si tienes 4 enlaces de hidrógeno formados, necesitarías multiplicar la energía de enlace por 4.
- En nuestro ejemplo tenemos 2 H-Br formados, así que la energía de enlace de H-Br (366 kJ/mol) se multiplicará por 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol.
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Suma todas las energías de enlace formadas. Otra vez, como con los vínculos rotos, agregarás todos los enlaces que se formaron en el lado del producto. ^{[17]
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Fuente de investigación} A veces sólo tendrás un producto formado y podrás omitir este paso.
- En nuestro ejemplo, hay solamente un producto formado, así que las energías de los enlaces formados es simplemente la energía de 2 H-Br enlaces o 732 kJ/mol.
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Sustrae los enlaces formados de los enlaces rotos. Una vez que hayas sumado todas las energías de enlace de ambos lados, simplemente resta los enlaces formados de los enlaces rotos. Recuerda la ecuación: ΔH = ∑H _{(bonds broken)} - ∑H _{(bonds formed). Conecte los valores calculados y reste. En nuestro ejemplo: ΔH = ∑H _{(bonds broken)}
- ∑H _{(bonds formed)}
= 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.}
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Determina si la reacción total era endotérmica o exotérmica. El paso final para calcular la energía de enlace es determinar si la reacción libera energía o consume energía. Una reacción endotérmica (una que consume energía) tendrás una energía de enlace final positiva, mientras que una reacción exotérmica (una que libera energía) tendrás una energía de enlace negativa. ^{[18]
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Fuente de investigación}
- En nuestro ejemplo, la energía de enlace final es negativa, por lo tanto, la reacción es exotérmica.
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