L'énergie de liaison est un concept important en chimie qui décrit la quantité d'énergie nécessaire pour rompre les liaisons entre les gaz de liaison covalents. Les énergies de liaison de type remplissage ne s'appliquent pas aux liaisons ioniques. Lorsque 2 atomes se lient pour former une nouvelle molécule, le degré de force de liaison entre les atomes peut être déterminé en mesurant la quantité d'énergie nécessaire pour rompre la liaison. N'oubliez pas qu'un atome n'a pas d'énergie de liaison; cette énergie n'existe que dans les liaisons entre deux atomes. Pour calculer les énergies de liaison, déterminez simplement le nombre total de liaisons rompues, puis soustrayez le nombre total de liaisons formées.
Étape
Partie 1 sur 2: Détermination des liens rompus et formés
Étape 1. Définissez l'équation pour calculer l'énergie de liaison
L'énergie de liaison est définie comme la somme de toutes les liaisons rompues moins le nombre de liaisons formées: H = H(briser le lien) -H(lien formé). H est le changement d'énergie de liaison, également connu sous le nom d'enthalpie de liaison, et H est la somme des énergies de liaison pour chaque côté de l'équation.
- Cette équation est une forme de la loi de Hess.
- L'unité d'énergie de liaison est le kilojoule par mole ou kJ/mol.
Étape 2. Écrivez une équation chimique montrant toutes les liaisons intermoléculaires
Lorsque l'équation de la réaction dans le problème est écrite uniquement avec des symboles chimiques et des nombres, l'écriture de cette équation est utile car elle décrit toutes les liaisons qui se forment entre les divers éléments et molécules. Cette représentation visuelle vous permettra de calculer toutes les liaisons qui sont rompues et formées sur les côtés réactif et produit de l'équation.
- N'oubliez pas que le côté gauche de l'équation correspond aux réactifs et le côté droit aux produits.
- Les liaisons simples, doubles et triples ont des énergies de liaison différentes, alors assurez-vous de dessiner un diagramme avec les bonnes liaisons entre les éléments.
- Par exemple, si vous dessinez l'équation suivante pour la réaction entre 2 hydrogènes et 2 bromes: H2(g) + Br2(g) - 2 HBr(g), vous obtiendrez: H-H + Br-Br - 2 H-Br. Le trait d'union (-) indique une liaison simple entre les éléments des réactifs et des produits.
Étape 3. Connaître les règles pour compter les liaisons brisées et formées
Dans certains cas, les énergies de liaison qui seront utilisées pour ce calcul seront la moyenne. La même liaison peut avoir des énergies de liaison légèrement différentes en fonction des molécules formées; ainsi, l'énergie de liaison moyenne est couramment utilisée..
- Les liaisons simples, doubles et triples sont traitées comme 1 cassure. Ils ont tous des énergies de liaison différentes, mais ne comptent que pour une seule rupture.
- Il en est de même pour les formations simples, doubles ou triples. Cela comptera comme une formation.
- Dans cet exemple, toutes les obligations sont des obligations simples.
Étape 4. Identifiez la rupture de liaison sur le côté gauche de l'équation
Le côté gauche de l'équation contient les réactifs, qui représenteront toutes les liaisons rompues dans l'équation. C'est un processus endothermique qui nécessite l'absorption d'énergie pour rompre les liaisons.
Dans cet exemple, le côté gauche a 1 liaison H-H et 1 liaison Br-Br
Étape 5. Comptez toutes les liaisons formées du côté droit de l'équation
Le côté droit de l'équation contient tous les produits. Ce sont tous les liens qui vont se former. La formation de liaisons est un processus exothermique qui libère de l'énergie, généralement sous forme de chaleur.
Dans cet exemple, le côté droit a 2 liaisons H-Br
Partie 2 sur 2: Calcul de l'énergie de liaison
Étape 1. Trouvez l'énergie de liaison de la liaison en question
Il existe de nombreux tableaux qui contiennent des informations sur les énergies de liaison moyennes d'une liaison particulière. Vous pouvez le rechercher sur Internet ou dans des livres de chimie. Il est important de noter que les informations sur l'énergie de liaison dans le tableau concernent toujours les molécules gazeuses.
- Par exemple, vous voulez trouver les énergies de liaison de H-H, Br-Br et H-Br.
- H-H = 436 kJ/mole; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.
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Pour calculer l'énergie de liaison d'une molécule sous forme liquide, vous devez également trouver l'enthalpie de changement de vaporisation pour la molécule liquide. C'est la quantité d'énergie nécessaire pour transformer un liquide en gaz. Ce nombre est ajouté à l'énergie de liaison totale.
Par exemple: Si la question porte sur l'eau liquide, ajoutez le changement d'enthalpie de vaporisation de l'eau (+41 kJ) à l'équation
Étape 2. Multipliez l'énergie de liaison par le nombre de liaisons rompues
Dans certaines équations, le même lien peut être rompu plusieurs fois. Par exemple, si 4 atomes d'hydrogène sont dans une molécule, l'énergie de la liaison hydrogène doit être calculée quatre fois, c'est-à-dire fois 4.
- Dans cet exemple, il n'y a qu'une liaison par molécule, alors multipliez simplement l'énergie de liaison par 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
Étape 3. Additionnez toutes les énergies de liaison des liaisons rompues
Après avoir multiplié les énergies de liaison par le nombre de liaisons individuelles, vous devez additionner toutes les liaisons du côté réactif.
Dans notre exemple, le nombre de liaisons rompues est H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol
Étape 4. Multipliez l'énergie de liaison par le nombre de liaisons formées
Comme lorsque vous travaillez sur la rupture des liaisons du côté réactif, vous devez multiplier le nombre de liaisons formées par les énergies de liaison respectives. Si 4 liaisons hydrogène sont formées, multipliez l'énergie de ces liaisons par 4.
Dans cet exemple, 2 liaisons H-Br sont formées de sorte que l'énergie de liaison H-Br (366 kJ/mol) sera multipliée par 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol
Étape 5. Additionnez toutes les énergies de liaison formées
Encore une fois, comme pour rompre les liaisons, toutes les liaisons formées du côté du produit sont additionnées. Parfois, un seul produit est formé et vous pouvez sauter cette étape.
Dans notre exemple, il n'y a qu'un seul produit formé, donc l'énergie de liaison formée est égale à l'énergie de liaison des 2 liaisons H-Br qui est de 732 kJ/mol
Étape 6. Soustrayez le nombre de liaisons formées par des liaisons rompues
Une fois que toutes les énergies de liaison des deux côtés sont additionnées, soustrayez simplement les liaisons rompues par les liaisons formées. Rappelez-vous cette équation: H = H(briser le lien) -H(lien formé). Insérez les nombres dans la formule et soustrayez.
Dans cet exemple: H = H(briser le lien) -H(lien formé) = 629 kJ/mol - 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.
Étape 7. Déterminez si l'ensemble de la réaction est endothermique ou exothermique
La dernière étape consiste à calculer les énergies de liaison pour déterminer si la réaction libère de l'énergie ou consomme de l'énergie. Un endothermique (qui consomme de l'énergie) aura une énergie de liaison finale positive, tandis qu'une réaction exothermique (qui libère de l'énergie) aura une énergie de liaison négative.
