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결합에너지는 화학에서 중요한 개념으로 기체의 공유결합을 끊는데 필요한 에너지를 말합니다. [1] X 출처 검색하기 이러한 종류의 에너지는 이온결합에 적용되지 않습니다. [2] X 출처 검색하기 2개의 원자가 결합하여 새로운 분자를 형성할 때, 두 원자 사이의 결합이 얼마나 강한지 알고 싶다면 결합을 끊는데 사용되는 에너지의 량을 측정하면 됩니다. 두 원자 사이의 결합에 필요한 에너지입니다. 반응을 통해 결합에너지를 계산하고 싶다면 끊어진 결합의 개수를 알아낸 뒤 새로 형성된 결합의 개수를 빼세요.
단계
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분자의 모든 결합을 보여주는 화학식을 만드세요. 반응식이 단순한 화학 기호와 숫자들과 함께 주어졌다면 식을 만드는데 도움이 됩니다. 서로 다른 여러 원소들 사이의 결합들을 나타낼 수 있어요. 이런 시각적인 표현을 통해 각 식의 반응식과 생성식의 모든 끊어진 결합과 생성된 결합을 한 눈에 볼 수 있어요.
- 명심하세요. 왼쪽은 모든 반응물들에 대한 식이고 오른쪽은 생성물 식입니다.
- 단일 결합, 이중 결합, 그리고 삼중결합들은 서로 다른 결합 에너지를 가지고 있습니다. 그러므로 원소 사이의 결합들을 제대로 보고 다이어그램에 표현하도록 하세요. [5] X 출처 검색하기
- 예를 들어, 2개의 수소와 2개의 브로민 사이의 반응식을 그리고 싶다면 : H 2 (g) + Br 2 (g) ---> 2 HBr(g), 이렇게 할 수 있어요: H-H + Br-Br ---> 2 H-Br. 하이픈은 반응물과 생성물의 원소 사이 단일 결합을 나타냅니다.
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끊어진 결합과 생성된 결합을 세는 방법을 배우세요. 보통의 경우, 계산을 위해 당신이 사용하는 결합에너지들은 보통 평균값입니다. [6] X 출처 검색하기 같은 결합이라도 분자가 어떻게 형성되어 있으냐에 따라 약간 다른 값이 나올 수 있습니다; 그러므로, 보통 평균 결합에너지를 사용합니다. [7] X 출처 검색하기 .
- 단일, 이중, 삼중 결합은 모두 1개로 치부합니다. 모두 다른 결합에너지를 가지지만 한 개의 끊어진 결합으로 봅니다.
- 단일, 이중, 삼중 결합이 형성될 때도 마찬가지입니다. 단수로 셉니다.
- 예를 들어, 모든 결합들은 단수 결합입니다.
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왼쪽 식에서 끊어진 결합 찾기. 왼쪽 반응식은 반응물을 다룹니다. 이는 식에서 모든 끊어진 결합을 나타냅니다. 이것은 흡열 반응입니다. 결합을 깨기 위해 에너지를 흡수합니다. [8] X 출처 검색하기
- 예를 들어, 왼쪽에는 한 개의 H-H 결합과 한 개의 Br-Br 결합이 있습니다.
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오른쪽 식에서 새로 생성된 결합 수를 세보세요. 오른쪽은 생성물을 다룹니다. 새로 형성된 모든 결합들을 나타냅니다. 이들은 발열 반응으로서 보통의 경우 열의 형태로 에너지를 방출합니다. [9] X 출처 검색하기
- 이 예시에서는, 오른쪽에 2개의 H-Br을 볼 수 있습니다.
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문제의 결합에너지를 찾아보세요. 특정 결합에 대한 평균 결합에너지 값에 대한 정보들을 많은 곳에서 찾아볼 수 있어요. 인터넷이나 화학책에서 찾아보세요. 이런 결합에너지들은 보통 기체 상태의 분자들이라는 것을 아는 것이 중요합니다. [10] X 출처 검색하기
- 위의 예에서, H-H, Br-Br, 그리고 H-Br 결합의 결합에너지를 찾도록 하세요.
- H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol. [11] X 출처 검색하기
- 액체 상태의 분자의 결합에너지를 계산하려면, 액체 분자의 기화 엔탈피 변화량을 찾아보세요. 액체를 기체로 바꾸는데 필요한 에너지량입니다. [12]
X
출처 검색하기
이 수는 총 결합에너지 값에 더해집니다.
- 예를 들어 액체 상태의 물이 주어졌다면 물의 기화 엔탈피 변화(+41 kJ)가 필요할 겁니다. [13] X 출처 검색하기
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끊어진 결합 수와 결합에너지를 곱하세요. 어떤 식의 경우 같은 결합이 여러 번 끊어지기도 합니다. [14] X 출처 검색하기 예를 들어, 만약 분자에 수소 원자개 4개 있다면 수소 결합에너지는 4번 계산하거나 4를 곱하세요.
- 위의 예에서, 각 분자는 1개의 결합을 갖습니다. 그러므로 결합에너지에 단순히 1를 곱하면 됩니다.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
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모든 끊어진 결합에너지들을 더하세요. 모든 결합에너지들을 각 결합 수만큼 곱한 뒤, 모든 반응물 쪽의 결합을 더하세요. [15] X 출처 검색하기
- 예를 들어, 끊어진 H-H의 모든 결합들은 H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol.
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결합에너지를 새로 생성된 결합 개수와 곱하세요. 끊어진 결합에서 계산했던 것처럼 각 결합에너지를 생성된 결합과 곱하세요. [16] X 출처 검색하기 4개의 수소 결합들이 생성되었다면 결합에너지에 4를 곱하세요.
- 예를 들어, 2 H-Br 결합이 있으므로, 결합에너지 H-Br (366 kJ/mol)를 2와 곱하세요: 366 x 2 = 732 kJ/mol.
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생성된 모든 결합에너지들을 더하세요. 다시 한 번, 끊어진 결합을 계산할 때처럼 모든 생성식의 생성된 결합들을 더하세요. [17] X 출처 검색하기 가끔 생성물이 하나만 생성될 때가 있는데 이럴 경우는 이 과정을 넘어가세요.
- 예에서, 한 개의 생성물만 생겼으므로 총 결합에너지는 2개의 H-Br 결합 또는 732 kJ/mol 입니다.
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끊어진 결합들에서 생성된 결합을 빼세요. 각 측의 결합에너지들의 총합을 계산한 뒤 생성물에서 반응물들을 빼세요. 식을 기억하세요 : ΔH = ∑H (끊어진 결합) - ∑H (생성된 결합) . 각 계산 값을 식에 넣어 빼세요.
- 우리 예에서 : ΔH = ∑H (끊어진 결합) - ∑H (생성된 결합) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
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총 반응이 흡열 반응인지 발열 반응인지 알아내세요. 결합에너지를 계산하는 마지막 단계는 반응이 에너지를 방출하는지 에너지를 소비하는지 알아내는 겁니다. 발열 반응(에너지를 방출하는 반응)은 결합에너지 값이 음수일 겁니다. [18] X 출처 검색하기
- 이 예시에서, 마지막 결합에너지 값은 음수입니다. 그러므로 반응은 발열 반응입니다.
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출처
- ↑ http://chemwiki.ucdavis.edu/Core/Theoretical_Chemistry/Chemical_Bonding/General_Principles_of_Chemical_Bonding/Bond_Energies
- ↑ http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c120/bondel.html
- ↑ http://www.kentchemistry.com/links/Kinetics/BondEnergy.htm
- ↑ http://chemwiki.ucdavis.edu/Core/Theoretical_Chemistry/Chemical_Bonding/General_Principles_of_Chemical_Bonding/Bond_Energies
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- ↑ http://www.chemguide.co.uk/physical/energetics/bondenthalpies.html
- ↑ http://chemwiki.ucdavis.edu/Core/Theoretical_Chemistry/Chemical_Bonding/General_Principles_of_Chemical_Bonding/Bond_Energies
- ↑ http://www.chemteam.info/Thermochem/HessLawIntro3.html
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- ↑ http://chemwiki.ucdavis.edu/Core/Physical_Chemistry/Equilibria/Le_Chatelier's_Principle/Effect_Of_Temperature_On_Equilibrium_Composition/Exothermic_Versus_Endothermic_And_K
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