Загрузить PDF
Загрузить PDF
Энергия связи является важным понятием в химии. Она определяет количество энергии, которое необходимо для разрыва ковалентной связи между двумя атомами газа. [1] X Источник информации Данное понятие неприменимо по отношению к ионным связям. [2] X Источник информации Когда два атома соединяются в молекулу, можно определить, насколько крепка связь между ними — достаточно найти энергию, которую необходимо затратить для разрыва этой связи. Помните, что единичный атом не обладает энергией связи, эта энергия характеризует силу связи двух атомов в молекуле. Чтобы рассчитать энергию связи для какой-либо химической реакции, просто определите общее количество разорванных связей и вычтите из него количество образовавшихся связей.
Шаги
-
Запишите уравнение для вычисления энергии связи. Согласно определению, энергия связи представляет собой сумму разорванных связей за вычетом суммы сформированных связей: ΔH = ∑H (разорванные связи) - ∑H (образовавшиеся связи) . ΔH обозначает изменение энергии связи, которое называют также энтальпией связи, а ∑H соответствует сумме энергий связи для обеих частей уравнения химической реакции. [3] X Источник информации
- Данное равенство выражает закон Гесса.
- Энергия связи измеряется в килоджоулях на моль (кДж/моль). [4] X Источник информации
-
Запишите химическое уравнение и обозначьте все связи между отдельными элементами. Если дано уравнение реакции в виде химических символов и цифр, полезно переписать его и обозначить все связи между атомами. Такая наглядная запись позволит вам легко посчитать связи, которые разрываются и образуются в ходе данной реакции.
- Помните, что в левой части уравнения расположены реагенты, а в правой — продукты реакции.
- Одинарные, двойные и тройные связи обладают разной энергией, поэтому будьте внимательны и правильно обозначайте связи между различными элементами. [5] X Источник информации
- К примеру, рассмотрим следующую реакцию: H 2 (газ) + Br 2 (газ) ---> 2 HBr(газ)
- H-H + Br-Br ---> 2 H-Br
-
Изучите правила подсчета разорванных и образовавшихся связей. В большинстве случаев при расчетах используются средние значения энергии связи. [6] X Источник информации Одна и та же связь может иметь немного разную энергию, в зависимости от конкретной молекулы, поэтому обычно используют средние значения энергии связи. [7] X Источник информации .
- Разрывы одинарной, двойной и тройной химической связи рассматриваются как одна разорванная связь. Хотя эти связи обладают разными энергиями, в каждом случае считается, что разрывается одна связь.
- То же самое относится и к образованию одинарной, двойной или тройной связи. Каждый такой случай рассматривается как формирование одной новой связи.
- В нашем примере все связи являются одинарными.
-
Определите, какие связи разрываются в левой части уравнения. Левая часть химического уравнения содержит реагирующие вещества, и в ней представлены все связи, которые разрываются в результате реакции. Это эндотермический процесс, то есть для разрыва химических связей необходимо затратить определенную энергию. [8] X Источник информации
- К нашем примере левая часть уравнения реакции содержит одну связь H-H и одну связь Br-Br.
-
Подсчитайте количество образовавшихся связей в правой части уравнения. Справа указаны продукты реакции. В этой части уравнения представлены все связи, которые образуются в результате химической реакции. Это экзотермический процесс, и он протекает с выделением энергии (обычно в виде тепла). [9] X Источник информации
- В нашем примере в правой части уравнения содержатся две связи H-Br.
Реклама
-
Найдите необходимые значения энергии связи. Есть множество таблиц, в которых приведены значения энергии связи для самых разных соединений. Такие таблицы можно найти в интернете или справочнике по химии. Следует помнить, что значения энергии связи всегда приводятся для молекул в газообразном состоянии. [10] X Источник информации
- Для нашего примера необходимо найти значения энергии связей H-H, Br-Br и H-Br.
- H-H = 436 кДж/моль; Br-Br = 193 кДж/моль; H-Br = 366 кДж/моль. [11] X Источник информации
- Чтобы вычислить энергию связи для молекул в жидком состоянии, необходимо также найти энтальпию испарения данной жидкости. Это количество энергии, которое необходимо для перевода вещества из жидкого в газообразное состояние. [12]
X
Источник информации
Данное значение прибавляется к общей энергии связи.
- Например, в случае воды необходимо добавить в уравнение энтальпию испарения воды (+41 кДж). [13] X Источник информации
-
Умножьте значения энергии связи на число разорванных связей. В ряде реакций одна связь может разрываться несколько раз. [14] X Источник информации Например, если молекула состоит из 4 атомов водорода, то энергию связи водорода следует учесть 4 раза, то есть умножить на 4.
- В нашем примере каждая молекула имеет по одной связи, поэтому значения энергии связи просто умножаются на 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 кДж/моль
- Br-Br = 193 x 1 = 193 кДж/моль
-
Сложите все энергии разорванных связей. После того как вы умножите значения энергий связи на соответствующее количество связей в левой части уравнения, необходимо найти общую сумму. [15] X Источник информации
- Найдем суммарную энергию разорванных связей для нашего примера: H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 кДж/моль.
-
Умножьте значения энергии связи на количество образовавшихся связей. Как и в случае с разорванными связями в левой части уравнения, следует взять значения энергий связи в правой части уравнения и умножить их на соответствующее число этих связей. [16] X Источник информации Например, если образуется четыре связи между атомами водорода, необходимо умножить энергию данной связи на 4.
- В нашем примере образуется две связи H-Br, поэтому энергию связи H-Br (366 кДж/моль) следует умножить на 2: 366 x 2 = 732 кДж/моль.
-
Сложите все энергии образовавшихся связей. Как и в случае разорванных связей, следует сложить все энергии образовавшихся связей, которые представлены в правой части уравнения. [17] X Источник информации Если в результате реакции образуется лишь одно вещество, данный шаг можно пропустить.
- В нашем примере образуется одно вещество, поэтому энергия сформировавшихся связей равна удвоенной энергии связи H-Br, то есть 732 кДж/моль.
-
Вычтите энергию образовавшихся связей из энергии разорванных связей. После того как вы сложите все связи в левой и правой частях уравнения, просто отнимите от разорванных связей образовавшиеся связи. Вспомните приведенное выше уравнение: ΔH = ∑H (разорванные связи) - ∑H (образовавшиеся связи) . Подставьте вычисленные значения и найдите разность.
- Для нашего примера имеем: ΔH = ∑H (разорванные связи) - ∑H (образовавшиеся связи) = 629 кДж/моль - 732 кДж/моль = -103 кДж/моль.
-
Определите, является ли реакция эндотермической или экзотермической. Последний шаг при вычислении энергии связи состоит в том, чтобы выяснить, поглощается или выделяется энергия в ходе данной реакции. При эндотермических реакциях энергия поглощается, и итоговая энергия связи имеет положительное значение, в то время как при экзотермических реакциях энергия выделяется, и энергия связи принимает отрицательные значения. [18] X Источник информации
- В нашем примере общая энергия связи отрицательна, то есть рассмотренная реакция является экзотермической.
Реклама
Источники
- ↑ 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
- ↑ http://chemwiki.ucdavis.edu/Core/Theoretical_Chemistry/Chemical_Bonding/General_Principles_of_Chemical_Bonding/Bond_Energies
- ↑ 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
- ↑ http://www.chemteam.info/Thermochem/HessLawIntro3.html
- ↑ http://www.chemguide.co.uk/physical/energetics/bondenthalpies.html
- ↑ http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c120/bondel.html
- ↑ http://www.chemguide.co.uk/physical/energetics/bondenthalpies.html
- ↑ http://www.chemguide.co.uk/physical/energetics/bondenthalpies.html
- ↑ http://www.chemteam.info/Thermochem/HessLawIntro3.html
- ↑ http://www.chemteam.info/Thermochem/HessLawIntro3.html
- ↑ http://www.chemteam.info/Thermochem/HessLawIntro3.html
- ↑ http://www.chemteam.info/Thermochem/HessLawIntro3.html
- ↑ http://chemwiki.ucdavis.edu/Core/Physical_Chemistry/Equilibria/Le_Chatelier's_Principle/Effect_Of_Temperature_On_Equilibrium_Composition/Exothermic_Versus_Endothermic_And_K
Об этой статье
Эту страницу просматривали 30 812 раз.
Реклама
