A energia de ligação é um conceito importante em química que descreve a quantidade de energia necessária para quebrar ligações entre gases de ligação covalente. As energias de ligação do tipo preenchimento não se aplicam a ligações iônicas. Quando 2 átomos se unem para formar uma nova molécula, o grau de força da ligação entre os átomos pode ser determinado medindo a quantidade de energia necessária para quebrar a ligação. Lembre-se de que um átomo não tem energia de ligação; esta energia existe apenas em ligações entre dois átomos. Para calcular as energias das ligações, basta determinar o número total de ligações quebradas e, em seguida, subtrair o número total de ligações formadas.
Etapa
Parte 1 de 2: Determinando os vínculos quebrados e formados
Etapa 1. Defina a equação para calcular a energia da ligação
A energia da ligação é definida como a soma de todas as ligações quebradas menos o número de ligações formadas: H = H(quebrar o vínculo) - H(ligação formada). H é a mudança na energia da ligação, também conhecida como entalpia da ligação, e H é a soma das energias da ligação para cada lado da equação.
- Esta equação é uma forma da Lei de Hess.
- A unidade de energia de ligação é o quilojoule por mol ou kJ / mol.
Etapa 2. Escreva uma equação química mostrando todas as ligações intermoleculares
Quando a equação para a reação no problema é escrita apenas com símbolos químicos e números, escrever esta equação é útil porque descreve todas as ligações que se formam entre os vários elementos e moléculas. Esta representação visual permitirá que você calcule todas as ligações que são quebradas e formadas nos lados do reagente e do produto da equação.
- Lembre-se de que o lado esquerdo da equação são os reagentes e o lado direito são os produtos.
- Ligações simples, duplas e triplas têm energias de ligação diferentes, portanto, certifique-se de desenhar um diagrama com as ligações corretas entre os elementos.
- Por exemplo, se você desenhar a seguinte equação para a reação entre 2 hidrogênios e 2 bromo: H2(g) + Br2(g) - 2 HBr (g), você obterá: H-H + Br-Br - 2 H-Br. O hífen (-) indica uma ligação única entre os elementos nos reagentes e produtos.
Etapa 3. Conheça as regras de contagem de títulos quebrados e formados
Em alguns casos, as energias de ligação que serão usadas para este cálculo serão a média. A mesma ligação pode ter energias de ligação ligeiramente diferentes com base nas moléculas formadas; portanto, a energia média da ligação é comumente usada..
- Ligações simples, duplas e triplas são tratadas como 1 quebra. Todos eles têm energias de ligação diferentes, mas contam como apenas uma pausa.
- O mesmo é verdadeiro para formações simples, duplas ou triplas. Isso contará como uma formação.
- Neste exemplo, todas as ligações são ligações simples.
Etapa 4. Identifique a quebra da ligação no lado esquerdo da equação
O lado esquerdo da equação contém os reagentes, que representarão todas as ligações quebradas na equação. É um processo endotérmico que requer absorção de energia para quebrar as ligações.
Neste exemplo, o lado esquerdo tem 1 ligação H-H e 1 ligação Br-Br
Etapa 5. Conte todas as ligações formadas no lado direito da equação
O lado direito da equação contém todos os produtos. Esses são todos os laços que se formarão. A formação de ligações é um processo exotérmico que libera energia, geralmente na forma de calor.
Neste exemplo, o lado direito tem 2 ligações H-Br
Parte 2 de 2: Calculando a energia de ligação
Etapa 1. Encontre a energia da ligação em questão
Existem muitas tabelas que contêm informações sobre as energias médias de um vínculo em particular. Você pode procurar na internet ou em livros de química. É importante observar que as informações de energia de ligação na tabela são sempre para moléculas gasosas.
- Por exemplo, você deseja encontrar as energias de ligação de 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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Para calcular a energia de ligação de uma molécula na forma líquida, você também precisa encontrar a entalpia de mudança de vaporização para a molécula líquida. Essa é a quantidade de energia necessária para transformar um líquido em um gás. Este número é adicionado à energia total da ligação.
Por exemplo: Se a pergunta for sobre água líquida, adicione a variação de entalpia de vaporização da água (+41 kJ) à equação
Etapa 2. Multiplique a energia da ligação pelo número de ligações quebradas
Em algumas equações, você pode ter o mesmo vínculo quebrado muitas vezes. Por exemplo, se 4 átomos de hidrogênio estão em uma molécula, a energia da ligação de hidrogênio deve ser calculada quatro vezes, também conhecido como vezes 4.
- Neste exemplo, há apenas 1 ligação por molécula, então simplesmente multiplique a energia da ligação por 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ / mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ / mol
Etapa 3. Some todas as energias de vínculo dos vínculos quebrados
Depois de multiplicar as energias das ligações pelo número de ligações individuais, você precisa somar todas as ligações no lado do reagente.
Em nosso exemplo, o número de ligações quebradas é H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ / mol
Etapa 4. Multiplique a energia da ligação pelo número de ligações formadas
Como ao trabalhar na quebra de ligações no lado do reagente, você deve multiplicar o número de ligações formadas pelas respectivas energias de ligação. Se 4 ligações de hidrogênio forem formadas, multiplique a energia dessas ligações por 4.
Neste exemplo, 2 ligações H-Br são formadas de modo que a energia da ligação H-Br (366 kJ / mol) seja multiplicada por 2: 366 x 2 = 732 kJ / mol
Etapa 5. Some todas as energias de ligação formadas
Novamente, como a quebra de ligações, todas as ligações formadas no lado do produto são somadas. Às vezes, apenas 1 produto é formado e você pode pular esta etapa.
Em nosso exemplo, há apenas 1 produto formado, então a energia da ligação formada é igual à energia da ligação das 2 ligações H-Br, que é 732 kJ / mol
Etapa 6. Subtraia o número de ligações formadas por ligações quebradas
Depois que todas as energias de vínculo em ambos os lados forem somadas, simplesmente subtraia os vínculos quebrados pelos vínculos formados. Lembre-se desta equação: H = H(quebrar o vínculo) - H(ligação formada). Insira os números na fórmula e subtraia.
Neste exemplo: H = H(quebrar o vínculo) - H(ligação formada) = 629 kJ / mol - 732 kJ / mol = -103 kJ / mol.
Etapa 7. Determine se toda a reação é endotérmica ou exotérmica
A etapa final é calcular as energias de ligação para determinar se a reação libera energia ou consome energia. Um endotérmico (que consome energia) terá uma energia de ligação final positiva, enquanto uma reação exotérmica (que libera energia) terá uma energia de ligação negativa.
