L'energia di legame è un concetto importante in chimica che descrive la quantità di energia necessaria per rompere i legami tra i gas di legame covalente. Le energie del legame di tipo riempimento non si applicano ai legami ionici. Quando 2 atomi si legano insieme per formare una nuova molecola, il grado di forza del legame tra gli atomi può essere determinato misurando la quantità di energia richiesta per rompere il legame. Ricorda, un atomo non ha energia di legame; questa energia esiste solo nei legami tra due atomi. Per calcolare le energie dei legami, è sufficiente determinare il numero totale di legami rotti, quindi sottrarre il numero totale di legami formati.
Fare un passo
Parte 1 di 2: Determinazione dei legami spezzati e formati
Passaggio 1. Definire l'equazione per calcolare l'energia del legame
L'energia di legame è definita come la somma di tutti i legami rotti meno il numero di legami formati: H = H(rompere il legame) - H(legame formato). H è la variazione dell'energia di legame, nota anche come entalpia di legame, e H è la somma delle energie di legame per ciascun lato dell'equazione.
- Questa equazione è una forma della legge di Hess.
- L'unità di misura dell'energia di legame è il kilojoule per mole o kJ/mol.
Passaggio 2. Scrivi un'equazione chimica che mostri tutti i legami intermolecolari
Quando l'equazione per la reazione nel problema è scritta solo con simboli chimici e numeri, scrivere questa equazione è utile perché descrive tutti i legami che si formano tra i vari elementi e molecole. Questa rappresentazione visiva ti consentirà di calcolare tutti i legami che sono rotti e formati sui lati reagente e prodotto dell'equazione.
- Ricorda, il lato sinistro dell'equazione sono i reagenti e il lato destro sono i prodotti.
- I legami singoli, doppi e tripli hanno diverse energie di legame, quindi assicurati di disegnare un diagramma con i legami corretti tra gli elementi.
- Ad esempio, se si disegna la seguente equazione per la reazione tra 2 idrogeni e 2 bromo: H2(g) + Br2(g) - 2 HBr(g), otterrai: H-H + Br-Br - 2 H-Br. Il trattino (-) indica un singolo legame tra gli elementi nei reagenti e nei prodotti.
Passaggio 3. Conoscere le regole per contare i legami spezzati e formati
In alcuni casi, le energie di legame che verranno utilizzate per questo calcolo saranno la media. Lo stesso legame può avere energie di legame leggermente diverse in base alle molecole formate; quindi, l'energia media del legame è comunemente usata..
- I legami singoli, doppi e tripli sono trattati come 1 rottura. Hanno tutte diverse energie di legame, ma contano come una sola rottura.
- Lo stesso vale per le formazioni singole, doppie o triple. Questo conterà come una formazione.
- In questo esempio, tutti i legami sono singoli legami.
Passaggio 4. Identificare la rottura del legame sul lato sinistro dell'equazione
Il lato sinistro dell'equazione contiene i reagenti, che rappresenteranno tutti i legami rotti nell'equazione. È un processo endotermico che richiede l'assorbimento di energia per rompere i legami.
In questo esempio, il lato sinistro ha 1 legame H-H e 1 legame Br-Br
Passaggio 5. Contare tutti i legami formati sul lato destro dell'equazione
Il lato destro dell'equazione contiene tutti i prodotti. Questi sono tutti i legami che si formeranno. La formazione del legame è un processo esotermico che rilascia energia, solitamente sotto forma di calore.
In questo esempio, il lato destro ha 2 legami H-Br
Parte 2 di 2: Calcolo dell'energia obbligazionaria
Passaggio 1. Trova l'energia di legame del legame in questione
Esistono molte tabelle che contengono informazioni sull'energia media del legame di un particolare legame. Puoi cercarlo su internet o sui libri di chimica. È importante notare che le informazioni sull'energia del legame nella tabella sono sempre per le molecole gassose.
- Ad esempio, vuoi trovare le energie di legame di H-H, Br-Br e H-Br.
- H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.
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Per calcolare l'energia di legame di una molecola in forma liquida, è necessario trovare anche l'entalpia di variazione della vaporizzazione per la molecola liquida. Questa è la quantità di energia necessaria per trasformare un liquido in un gas. Questo numero viene aggiunto all'energia totale del legame.
Ad esempio: se la domanda riguarda l'acqua liquida, aggiungi all'equazione la variazione di entalpia della vaporizzazione dell'acqua (+41 kJ)
Passaggio 2. Moltiplica l'energia del legame per il numero di legami rotti
In alcune equazioni, puoi avere lo stesso legame rotto molte volte. Ad esempio, se in una molecola ci sono 4 atomi di idrogeno, l'energia del legame idrogeno deve essere calcolata quattro volte, ovvero quattro volte.
- In questo esempio, c'è solo 1 legame per molecola, quindi moltiplica semplicemente l'energia del legame per 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
Passaggio 3. Somma tutte le energie di legame dei legami spezzati
Dopo aver moltiplicato le energie di legame per il numero di singoli legami, è necessario sommare tutti i legami sul lato reagente.
Nel nostro esempio, il numero di legami rotti è H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol
Passaggio 4. Moltiplicare l'energia del legame per il numero di legami formati
Come quando si lavora sulla rottura dei legami sul lato reagente, è necessario moltiplicare il numero di legami formati dalle rispettive energie di legame. Se si formano 4 legami idrogeno, moltiplica l'energia di quei legami per 4.
In questo esempio, si formano 2 legami H-Br in modo che l'energia del legame H-Br (366 kJ/mol) venga moltiplicata per 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol
Passaggio 5. Somma tutte le energie di legame formate
Anche in questo caso, come per rompere i legami, tutti i legami formati sul lato del prodotto vengono sommati. A volte viene formato solo 1 prodotto e puoi saltare questo passaggio.
Nel nostro esempio, si è formato solo 1 prodotto, quindi l'energia di legame formata è uguale all'energia di legame dei 2 legami H-Br che è 732 kJ/mol
Passaggio 6. Sottrarre il numero di legami formati da legami rotti
Una volta sommate tutte le energie di legame su entrambi i lati, sottrarre semplicemente i legami spezzati dai legami formati. Ricorda questa equazione: H = H(rompere il legame) - H(legame formato). Inserisci i numeri nella formula e sottrai.
In questo esempio: H = H(rompere il legame) - H(legame formato) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
Passaggio 7. Determinare se l'intera reazione è endotermica o esotermica
Il passaggio finale consiste nel calcolare le energie di legame per determinare se la reazione rilascia energia o consuma energia. Una reazione endotermica (che consuma energia) avrà un'energia di legame finale positiva, mentre una reazione esotermica (che rilascia energia) avrà un'energia di legame negativa.
