Как да се изчисли комуникационната енергия: 12 стъпки

Комуникационната енергия е важна концепция в химията. Той определя количеството енергия, необходима за прекъсване на ковалентната връзка между двата газови атома. Тази концепция не е приложима по отношение на йонните отношения. Когато два атома са свързани към молекулата, е възможно да се определи колко силна е връзката между тях да намери енергията, която трябва да бъде скъпа за прекъсване на тази връзка. Не забравяйте, че един атом няма енергия на комуникация, тази енергия характеризира якостта на съединителя на два атома в молекулата. За да се изчисли комуникационната енергия за всяка химическа реакция, просто определя общия брой разкъсани връзки и приспадане на броя на образуваните приложения.

Стъпка

Част 1 от 2:

Определят счупените и формирани връзки

един. Запишете уравнението за изчисляване на комуникационната енергия. Според дефиницията, енергията на облигацията е сумата от разкъсани облигации по-малко от количеството на формираните връзки: ΔH = σh_{(разкъсани връзки)} - Σh_{(Съобщение)}. ΔH означава промяната в комуникационната енергия, която също се нарича енталпия на комуникацията, а σh съответства на количеството комуникационни енергии за двете части на уравнението на химичното реакция.

Това равенство изразява закона на ХЕС.
Комуникационната енергия се измерва в килоджии на мол (KJ / mol).

Изображение, озаглавено Изчисляване на енергийната стъпка 2

2. Запишете химичното уравнение и маркирайте всички връзки между отделните елементи. Ако уравнението на реакцията е дадено под формата на химични символи и цифри, е полезно да го пренапишете и да определите всички връзки между атомите. Такъв визуален запис ще ви позволи лесно да изчислите връзките, които са счупени и оформени по време на тази реакция.

Не забравяйте, че в лявата част на уравнението има реагенти и в десните продукти на реакцията.

Единични, двойни и тройни връзки имат различна енергия, така че бъдете внимателни и правилно означават връзки между различните елементи.

Например, помислете следната реакция: h₂(газ) + бр₂(газ) ---> 2 hbr (газ)

H-H + Br-Br ---> 2 H-Br

Изображение, озаглавено Изчислена Енергия на облигацията Стъпка 3

3. Разгледайте правилата за изчисляване на счупените и свързани връзки. В повечето случаи изчисленията използват средната комуникационна енергия. Същата връзка може да има малко по-различна енергия, в зависимост от специфичната молекула, така че средната комуникационна енергия обикновено се използва..

Изходите на единична, двойна и тройна химическа връзка се считат за една разкъсана връзка. Въпреки че тези връзки имат различни енергии, във всеки случай се смята, че една връзка е счупена.

Същото се отнася и за формирането на една, двойна или тройна връзка. Всеки такъв случай се счита за образуване на една нова връзка.

В нашия пример всички връзки са единични.

Изображение, озаглавено Изчисляване на енергията на връзката Стъпка 4

4. Определят кои връзки са счупени в лявата част на уравнението. Лявата част на химичното уравнение съдържа реакцията на вещества и представя всички връзки, които са разкъсани в резултат на реакцията. Това е ендотермичен процес, т.е. да се нарушават химическите връзки, необходимо е да се изразходва определена енергия.

За нашия пример, лявата част на уравнението на реакцията съдържа една H-H връзка и една BR-BR връзка.

Изображение, озаглавено Изчисляване на енергийната стъпка 5

пет. Изчисляване на броя на облигациите, образувани в дясната част на уравнението. Реакционните продукти са посочени вдясно. В тази част на уравнението са представени всички връзки, които се образуват в резултат на химична реакция. Това е екзотермичен процес и продължава с енергийно освобождаване (обикновено под формата на топлина).

В нашия пример в дясната част на уравнението съдържат две връзки H-BR.

Част 2 от 2:

Изчислете комуникационната енергия

един. Намерете необходимите комуникационни енергийни ценности. Има много таблици, в които са дадени комуникационни енергийни стойности за различни съединения. Такива маси могат да бъдат намерени в директорията на интернет или химията. Трябва да се помни, че комуникационните енергийни стойности винаги се задвижват за молекули в газообразно състояние.

За нашия пример е необходимо да се намерят енергийните стойности на H-H, Br-Br и H-Br връзки.
H-H = 436 KJ / mol-BR-BR = 193 KJ / mol- H-BR = 366 KJ / mol.
За да се изчисли комуникационната енергия за молекули в течно състояние, е необходимо също да се намери енталпично изпаряване на тази течност. Това е количеството енергия, която е необходима за прехвърляне на вещество от течност в газообразно състояние. Тази стойност се добавя към общата комуникационна енергия.

Например, в случай на вода е необходимо да се добави енталпи за изпаряване на вода (+41 kJ) към уравнението.

Изображение, озаглавено Изчислена Енергия на облигацията Стъпка 7

2. Умножете стойността на комуникационната енергия от броя на счупените връзки. В редица реакции една връзка може да се счупи няколко пъти. Например, ако молекулата се състои от 4 водородни атома, тогава свързващата енергия на водород трябва да се обмисли 4 пъти, т.е. умножете с 4.

В нашия пример всяка молекула има една връзка, така че комуникационните енергийни стойности просто се умножават по 1.

H-H = 436 x 1 = 436 kJ / mol

BR - BR = 193 x 1 = 193 kJ / mole

Изображение, озаглавено Изчисляване на енергийната стъпка 8

3. Сгънете всички енергии на разкъсани връзки. След като умножите стойностите на връзките на връзката към подходящия брой връзки в лявата част на уравнението, е необходимо да се намери обща сума.

Намерете общата енергия на разкъсаните облигации за нашия пример: H-H + BR-BR = 436 + 193 = 629 KJ / mol.

Изображение, озаглавено Изчисляване на енергията на облигацията стъпка 9

4. Умножете комуникационните енергийни стойности по броя на формираните връзки. Както и в случай на разкъсани облигации в лявата част на уравнението, ценностите на комуникационните енергии в дясната част на уравнението и ги умножават до съответния брой на тези връзки, трябва да се умножат по. Например, ако се образуват четири връзки между водородните атоми, трябва да умножите енергията на тази връзка с 4.

В нашия пример се образуват две връзки, така че H-BR комуникационната енергия (366 kJ / mol) трябва да се умножи по 2: 366 x 2 = 732 kJ / mol.

Изображение, озаглавено Изчисляване на енергийната стъпка 10

пет. Сгънете всички енергии на облигациите. Както в случай на разкъсани облигации, всички енергии на облигациите, които са представени в дясната част на уравнението. Ако се образува само едно вещество в резултат на реакцията, тази стъпка може да бъде пропусната.

В нашия пример се образува едно вещество, поради което енергията на оформените връзки е равна на двойната енергия на H-Br Bond, т.е. 732 kJ / mol.

Изображение, озаглавено Изчисляване на енергийната стъпка 11

6. Изтрийте енергията на облигациите, оформени от енергията на счупените отношения. След като сгънете всички връзки в лявата и дясната част на уравнението, просто вземете получените връзки от разкъсани облигации. Припомнете горното уравнение: ΔH = σh_{(разкъсани връзки)} - Σh_{(Съобщение)}. Подайте изчислените стойности и намерете разликата.

За нашия пример имаме: Δh = σh_{(разкъсани връзки)} - Σh_{(Съобщение)} = 629 kJ / mol - 732 kJ / mol = -103 kJ / mole.

Изображение, озаглавено Изчислена Енергия на облигацията Стъпка 12

7. Определят дали реакцията е ендотермична или екзотермична. Последната стъпка при изчисляването на свързващата енергия е да се разбере, енергията по време на тази реакция се абсорбира или се отличава. С ендотермични реакции, енергията се абсорбира и общата енергийна връзка е положителна, докато енергията се освобождава при екзотермични реакции, а комуникационната енергия взема отрицателни стойности.

В нашия пример, общата обвързваща енергия е отрицателна, т.е. реакцията е екзотермична.