Պարտատոմսերի էներգիան քիմիայում կարևոր հասկացություն է, որը նկարագրում է էներգիայի այն քանակը, որն անհրաժեշտ է կովալենտային կապի գազերի միջև կապերը քանդելու համար: Լրացման տիպի կապի էներգիան չի տարածվում իոնային կապերի վրա: Երբ 2 ատոմ իրար են միանում և ձևավորում նոր մոլեկուլ, ատոմների միջև կապի ուժի աստիճանը կարելի է որոշել կապը խզելու համար պահանջվող էներգիայի չափման միջոցով: Հիշեք, որ մեկ ատոմը չունի կապի էներգիա. այս էներգիան գոյություն ունի միայն երկու ատոմների միջև կապերի մեջ: Պարտատոմսերի էներգիան հաշվարկելու համար պարզապես որոշեք կոտրված պարտատոմսերի ընդհանուր թիվը, այնուհետև հանեք ձևավորված պարտատոմսերի ընդհանուր թիվը:
Քայլ
Մաս 1 -ից 2 -ը. Կոտրված և ձևավորված պարտատոմսերի որոշում
Քայլ 1. Սահմանեք հավասարման կապի էներգիան հաշվարկելու համար:
Պարտատոմսերի էներգիան սահմանվում է որպես բոլոր կոտրված կապերի գումարած հանած ձևավորված կապերի քանակը `H = H(խզել կապը) - Հ(ձևավորվել է պարտատոմս). H- ը կապի էներգիայի փոփոխությունն է, որը հայտնի է նաև որպես կապի էթալպիա, և H- ը հավասարման յուրաքանչյուր կողմի կապի էներգիաների գումարն է:
- Այս հավասարումը Հեսսի օրենքի մի ձև է:
- Կապի էներգիայի միավորը կիլոժոուլն է մեկ մոլի կամ կJ/մոլի համար:
Քայլ 2. Գրեք քիմիական հավասարություն, որը ցույց է տալիս բոլոր միջմոլեկուլային կապերը:
Երբ խնդրի ռեակցիայի հավասարումը գրվում է միայն քիմիական նշաններով և թվերով, այս հավասարումը գրելը օգտակար է, քանի որ նկարագրում է բոլոր կապերը, որոնք ձևավորվում են տարբեր տարրերի և մոլեկուլների միջև: Այս տեսողական ներկայացումը թույլ կտա հաշվարկել բոլոր այն կապերը, որոնք կոտրվել և ձևավորվել են հավասարման ռեակտիվի և արտադրանքի կողմերում:
- Հիշեք, որ հավասարման ձախ կողմը ռեակտիվ նյութերն են, իսկ աջ կողմը `արտադրանքները:
- Մեկ, կրկնակի և եռակի կապերն ունեն տարբեր կապերի էներգիա, ուստի անպայման գծեք տարրերի միջև ճիշտ կապերով դիագրամ:
- Օրինակ, եթե 2 ջրածնի և 2 բրոմի միջև ռեակցիայի համար գծեք հետևյալ հավասարումը ՝ H2(է) + Br2(է)-2 HBr (g), դուք կստանաք. H-H + Br-Br-2 H-Br. Գծիկը (-) ցույց է տալիս մեկ կապը ռեակտիվների և արտադրանքի տարրերի միջև:
Քայլ 3. Իմացեք խախտված և ձևավորված պարտատոմսերի հաշվման կանոնները:
Որոշ դեպքերում կապի էներգիաները, որոնք կօգտագործվեն այս հաշվարկի համար, կլինեն միջին: Նույն կապը կարող է ունենալ մի փոքր տարբեր կապի էներգիա ՝ հիմնված ձևավորված մոլեկուլների վրա. Այսպիսով, պարտատոմսերի միջին էներգիան սովորաբար օգտագործվում է:.
- Մեկ, կրկնակի և եռակի պարտատոմսերը դիտվում են որպես 1 ընդմիջում: Նրանք բոլորն ունեն կապի տարբեր էներգիա, բայց հաշվում են ընդամենը մեկ ընդմիջում:
- Նույնը վերաբերում է միայնակ, երկակի կամ եռակի կազմավորումների դեպքում: Սա կհամարվի որպես մեկ կազմավորում:
- Այս օրինակում բոլոր պարտատոմսերը միայնակ պարտատոմսեր են:
Քայլ 4. Բացահայտեք հավասարման ձախ կողմում կապի խզումը:
Հավասարման ձախ կողմում կան ռեակտիվներ, որոնք կներկայացնեն հավասարման բոլոր խզված կապերը: Դա էնդոթերմիկ գործընթաց է, որը պահանջում է էներգիայի կլանում ՝ կապերը քանդելու համար:
Այս օրինակում ձախ կողմում կա 1 H-H կապ և 1 Br-Br կապ:
Քայլ 5. Հաշվիր հավասարման աջ կողմում ձևավորված բոլոր պարտատոմսերը:
Հավասարման աջ կողմը պարունակում է բոլոր արտադրյալները: Սրանք այն բոլոր պարտատոմսերն են, որոնք կստեղծվեն: Պարտատոմսերի ձևավորումը էկզոթերմիկ գործընթաց է, որը էներգիա է արձակում, սովորաբար ջերմության տեսքով:
Այս օրինակում աջ կողմը ունի 2 H-Br կապ:
2 -րդ մաս 2 -ից. Պարտատոմսերի էներգիայի հաշվարկ
Քայլ 1. Գտեք տվյալ կապի կապի էներգիան:
Կան բազմաթիվ աղյուսակներ, որոնք պարունակում են տվյալ կապի միջին կապի էներգիայի մասին տեղեկատվություն: Դուք կարող եք այն փնտրել ինտերնետում կամ քիմիայի գրքերում: Կարևոր է նշել, որ աղյուսակում կապի էներգիայի մասին տեղեկատվությունը միշտ գազային մոլեկուլների համար է:
- Օրինակ, դուք ցանկանում եք գտնել H-H, Br-Br և H-Br կապի էներգիան:
- H-H = 436 կJ/մոլ; Br-Br = 193 կJ/մոլ; H-Br = 366 կJ/մոլ:
-
Հեղուկ վիճակում մոլեկուլի կապի էներգիան հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է գտնել նաև հեղուկ մոլեկուլի գոլորշիացման փոփոխության էնթալպիան: Սա այն էներգիայի քանակն է, որը պահանջվում է հեղուկը գազի վերածելու համար: Այս թիվը գումարվում է կապի ընդհանուր էներգիային:
Օրինակ. Եթե հարցը հեղուկ ջրի մասին է, ապա հավասարումին ավելացրեք ջրի գոլորշիացման էնթալպիայի փոփոխությունը (+41 կJ):
Քայլ 2. Բազմապատկեք պարտատոմսերի էներգիան կոտրված կապերի քանակով:
Որոշ հավասարումների դեպքում դուք կարող եք նույն կապը բազմիցս քանդել: Օրինակ, եթե ջրածնի 4 ատոմ կա մի մոլեկուլում, ապա ջրածնի կապի էներգիան պետք է հաշվարկվի չորս անգամ, նույնը ՝ 4 անգամ:
- Այս օրինակում մեկ մոլեկուլում կա ընդամենը 1 կապ, ուստի կապի էներգիան բազմապատկեք 1 -ով:
- H-H = 436 x 1 = 436 կJ/մոլ
- Br-Br = 193 x 1 = 193 կJ/մոլ
Քայլ 3. Ավելացրեք կոտրված կապերի բոլոր կապի էներգիան:
Պարտատոմսերի էներգիան առանձին պարտատոմսերի թվի վրա բազմապատկելուց հետո անհրաժեշտ է գումարել ռեակտիվ կողմի բոլոր կապերը:
Մեր օրինակում կոտրված կապերի թիվը H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 կJ/մոլ է:
Քայլ 4. Պարտատոմսերի էներգիան բազմապատկեք ձևավորված պարտատոմսերի քանակով:
Ինչպես արձագանքող կողմի կապերի խզման վրա աշխատելիս, դուք պետք է բազմապատկեք համապատասխան կապի էներգիաներով ձևավորված պարտատոմսերի թիվը: Եթե ջրածնային 4 կապ է առաջանում, ապա այդ կապերի էներգիան բազմապատկեք 4 -ով:
Այս օրինակում 2 H-Br կապեր են ձևավորվում այնպես, որ H-Br կապի էներգիան (366 կJ/մոլ) բազմապատկվի 2: 366 x 2 = 732 կJ/մոլ:
Քայլ 5. Ավելացրեք ձևավորված կապի բոլոր էներգիան:
Կրկին, ինչպես պարտատոմսերի խզումը, այնպես էլ արտադրանքի կողմում ձևավորված բոլոր պարտատոմսերը գումարվում են: Երբեմն ձևավորվում է ընդամենը 1 ապրանք, և դուք կարող եք բաց թողնել այս քայլը:
Մեր օրինակում կա միայն 1 արտադրանք, այնպես որ ձևավորված կապի էներգիան հավասար է 2 H-Br կապերի կապի էներգիային, որը կազմում է 732 կJ/մոլ:
Քայլ 6. Հանեք կոտրված պարտատոմսերով ձևավորված պարտատոմսերի թիվը:
Երբ երկու կողմերի բոլոր կապերի էներգիան գումարվում է, պարզապես հանված կոտրված կապերը հանեք ձևավորված կապերից: Հիշեք այս հավասարումը ՝ H = H(խզել կապը) - Հ(ձևավորվել է պարտատոմս). Միացրու թվերը բանաձևի մեջ և հանիր:
Այս օրինակում ՝ H = H(խզել կապը) - Հ(ձևավորվել է պարտատոմս) = 629 կJ/մոլ - 732 կJ/մոլ = -103 կJ/մոլ:
Քայլ 7. Որոշեք ՝ ամբողջ ռեակցիան էնդոթերմիկ է, թե էկզոթերմիկ:
Վերջին քայլը կապերի էներգիան հաշվարկելն է ՝ որոշելու ՝ ռեակցիան էներգիա է արձակում, թե էներգիա սպառում: Էնդոթերմիկ (որը սպառում է էներգիան) կունենա դրական վերջնական կապի էներգիա, իսկ էկզոթերմիկ ռեակցիան (որը էներգիա է արձակում) կունենա բացասական կապի էներգիա:
