Bindingsenergie is 'n belangrike konsep in die chemie wat die hoeveelheid energie beskryf wat nodig is om bindings tussen kovalente bindingsgasse te breek. Vul-tipe bindingsenergieë is nie van toepassing op ioniese bindings nie. Wanneer 2 atome bymekaar bind om 'n nuwe molekule te vorm, kan die graad van bindingssterkte tussen die atome bepaal word deur die hoeveelheid energie te meet wat nodig is om die binding te breek. Onthou, een atoom het geen bindingsenergie nie; hierdie energie bestaan slegs in bindings tussen twee atome. Om bindingsenergieë te bereken, bepaal eenvoudig die totale aantal verbande wat verbreek is, en trek dan die totale aantal bindings af.
Stap
Deel 1 van 2: Bepaling van die gebreekte en gevormde effekte
Stap 1. Definieer die vergelyking om die bindingsenergie te bereken
Bindingsenergie word gedefinieer as die som van alle bindings wat gebreek word minus die aantal bindings wat gevorm word: H = H(verbintenis verbreek) - H.(binding gevorm). H is die verandering in bindingsenergie, ook bekend as die bindingsentalpie, en H is die som van die bindingsenergieë vir elke kant van die vergelyking.
- Hierdie vergelyking is 'n vorm van Hess se wet.
- Die eenheid vir bindingsenergie is die kilojoule per mol of kJ/mol.
Stap 2. Skryf 'n chemiese vergelyking wat al die intermolekulêre bindings toon
As die vergelyking vir die reaksie in die probleem slegs met chemiese simbole en getalle geskryf word, is dit nuttig om hierdie vergelyking te skryf omdat dit al die bindings wat tussen die verskillende elemente en molekules vorm, beskryf. Met hierdie visuele voorstelling kan u al die bindings wat gebreek en gevorm word aan die reaktant en die produk kante van die vergelyking bereken.
- Onthou, die linkerkant van die vergelyking is die reaktante, en die regterkant is die produkte.
- Enkel-, dubbel- en drievoudige bindings het verskillende bindingsenergieë, dus teken 'n diagram met die korrekte bindings tussen die elemente.
- Byvoorbeeld, as u die volgende vergelyking teken vir die reaksie tussen 2 waterstowwe en 2 broom: H2(g) + Br2(g)-2 HBr (g), kry u: H-H + Br-Br-2 H-Br. Die koppelteken (-) dui op 'n enkele binding tussen die elemente in die reaktante en produkte.
Stap 3. Ken die reëls vir die tel van bindings wat gebreek en gevorm is
In sommige gevalle is die bindingsenergie wat vir hierdie berekening gebruik gaan word, die gemiddelde. Dieselfde binding kan effens verskillende bindingsenergieë hê gebaseer op die gevormde molekules; dus word die gemiddelde bindingsenergie algemeen gebruik..
- Enkel-, dubbel- en drievoudige bindings word as 1 breuk behandel. Hulle het almal verskillende bindingsenergieë, maar tel as net een breek.
- Dieselfde geld vir enkel-, dubbel- of drievoudige formasies. Dit sal as een formasie tel.
- In hierdie voorbeeld is alle bindings enkelbindings.
Stap 4. Identifiseer die bindingsbreuk aan die linkerkant van die vergelyking
Die linkerkant van die vergelyking bevat die reaktante, wat al die gebroke bindings in die vergelyking sal voorstel. Dit is 'n endotermiese proses wat absorpsie van energie benodig om bindings te verbreek.
In hierdie voorbeeld het die linkerkant 1 H-H-binding en 1 Br-Br-binding
Stap 5. Tel al die bindings wat aan die regterkant van die vergelyking gevorm is
Die regterkant van die vergelyking bevat al die produkte. Dit is al die bindings wat sal vorm. Verbindingsvorming is 'n eksotermiese proses wat energie vrystel, gewoonlik in die vorm van hitte.
In hierdie voorbeeld het die regterkant 2 H-Br-bindings
Deel 2 van 2: Berekening van bindingsenergie
Stap 1. Vind die bindingsenergie van die betrokke binding
Daar is baie tabelle wat inligting bevat oor die gemiddelde bindingsenergieë van 'n spesifieke binding. U kan dit op die internet of in chemieboeke soek. Dit is belangrik om daarop te let dat die bindingsenergie -inligting in die tabel altyd vir gasvormige molekules is.
- U wil byvoorbeeld die bindingsenergieë van H-H, Br-Br en H-Br vind.
- H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.
-
Om die bindingsenergie van 'n molekule in vloeibare vorm te bereken, moet u ook die entalpie van verdampingsverandering vir die vloeibare molekule vind. Dit is die hoeveelheid energie wat nodig is om 'n vloeistof in 'n gas te verander. Hierdie getal word opgetel by die totale bindingsenergie.
Byvoorbeeld: As die vraag oor vloeibare water vra, voeg die entalpieverandering van verdamping van water (+41 kJ) by die vergelyking
Stap 2. Vermenigvuldig die bindingsenergie met die aantal verbrekinge
In sommige vergelykings kan dieselfde band baie keer verbreek word. Byvoorbeeld, as 4 waterstofatome in 'n molekule is, moet die waterstofbindingsenergie vier keer, oftewel maal 4, bereken word.
- In hierdie voorbeeld is daar slegs 1 binding per molekule, dus vermenigvuldig eenvoudig die bindingsenergie met 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
Stap 3. Tel al die bindingsenergieë van die gebroke bindings op
Nadat u die bindingsenergieë vermenigvuldig het met die aantal individuele bindings, moet u al die bindings aan die reaktantkant optel.
In ons voorbeeld is die aantal verbrekinge H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol
Stap 4. Vermenigvuldig die bindingsenergie met die aantal bindings wat gevorm word
Soos met die breek van bindings aan die reaktantkant, moet u die aantal bindings wat gevorm word deur die onderskeie bindingsenergieë vermenigvuldig. As 4 waterstofbindings gevorm word, vermenigvuldig die energie van die bindings met 4.
In hierdie voorbeeld word 2 H-Br bindings gevorm sodat die H-Br bindingsenergie (366 kJ/mol) vermenigvuldig word met 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol
Stap 5. Tel al die gevormde bindingsenergieë op
Soos bindings, word alle bindings wat aan die produkkant gevorm word, bymekaargetel. Soms word slegs 1 produk gevorm en kan u hierdie stap oorslaan.
In ons voorbeeld word daar slegs 1 produk gevorm sodat die gevormde bindingsenergie gelyk is aan die bindingsenergie van die 2 H-Br bindings wat 732 kJ/mol is
Stap 6. Trek die aantal bindings wat gevorm word deur gebroke bindings af
Sodra al die bindingsenergieë aan beide kante bymekaargetel is, trek die gebroke bindings eenvoudig af deur die bindings wat gevorm word. Onthou hierdie vergelyking: H = H(verbintenis verbreek) - H.(binding gevorm). Koppel die getalle in die formule en trek af.
In hierdie voorbeeld: H = H(verbintenis verbreek) - H.(binding gevorm) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
Stap 7. Bepaal of die hele reaksie endotermies of eksotermies is
Die laaste stap is om bindingsenergieë te bereken om te bepaal of die reaksie energie vrystel of energie verbruik. 'N Endotermiese (wat energie verbruik) sal 'n positiewe finale bindingsenergie hê, terwyl 'n eksotermiese reaksie (wat energie vrystel) 'n negatiewe bindingsenergie sal hê.
