تعتبر طاقة الرابطة مفهومًا مهمًا في الكيمياء يصف كمية الطاقة المطلوبة لكسر الروابط بين غازات الرابطة التساهمية. لا تنطبق طاقات الرابطة من نوع التعبئة على الروابط الأيونية. عندما تترابط ذرتان معًا لتكوين جزيء جديد ، يمكن تحديد درجة قوة الرابطة بين الذرات عن طريق قياس كمية الطاقة المطلوبة لكسر الرابطة. تذكر أن ذرة واحدة ليس لها رابطة طاقة ؛ هذه الطاقة موجودة فقط في الروابط بين ذرتين. لحساب طاقات السندات ، حدد ببساطة العدد الإجمالي للروابط المكسورة ، ثم اطرح العدد الإجمالي للروابط المتكونة.
خطوة
جزء 1 من 2: تحديد الروابط المكسورة والمشكلة
الخطوة 1. حدد المعادلة لحساب طاقة الرابطة
تُعرَّف طاقة الرابطة بأنها مجموع كل الروابط المكسورة مطروحًا منها عدد الروابط المتكونة: H = H(كسر السندات) - ح(تشكل السندات). H هو التغير في طاقة الرابطة ، والمعروف أيضًا باسم المحتوى الحراري للرابطة ، و H هو مجموع طاقات الرابطة لكل جانب من جوانب المعادلة.
- هذه المعادلة هي شكل من أشكال قانون هيس.
- وحدة طاقة الرابطة هي كيلوجول لكل مول أو كيلوجول / مول.
الخطوة 2. اكتب معادلة كيميائية توضح جميع الروابط بين الجزيئات
عندما تُكتب معادلة التفاعل في المسألة بالرموز والأرقام الكيميائية فقط ، فإن كتابة هذه المعادلة مفيدة لأنها تصف جميع الروابط التي تتشكل بين العناصر والجزيئات المختلفة. سيسمح لك هذا التمثيل المرئي بحساب جميع الروابط المكسورة والمتكونة على جانبي المادة المتفاعلة والمنتج في المعادلة.
- تذكر أن الجانب الأيسر من المعادلة هو المتفاعلات ، والجانب الأيمن هو النواتج.
- تحتوي الروابط الفردية والمزدوجة والثلاثية على طاقات روابط مختلفة ، لذا تأكد من رسم مخطط بالروابط الصحيحة بين العناصر.
- على سبيل المثال ، إذا رسمت المعادلة التالية للتفاعل بين 2 هيدروجين و 2 برومين: H2(ز) + Br2(g) - 2 HBr (g) ، سوف تحصل على: H-H + Br-Br - 2 H-Br. تشير الواصلة (-) إلى رابطة واحدة بين العناصر في المواد المتفاعلة والمنتجات.
الخطوة الثالثة: تعرف على قواعد عد الروابط المكسورة والمتكونة
في بعض الحالات ، ستكون طاقات السندات التي سيتم استخدامها لهذا الحساب هي المتوسط. يمكن أن يكون للرابطة نفسها طاقات رابطة مختلفة قليلاً بناءً على الجزيئات المتكونة ؛ وبالتالي ، يتم استخدام متوسط طاقة الرابطة بشكل شائع..
- يتم التعامل مع الروابط الفردية والمزدوجة والثلاثية على أنها استراحة واحدة. لديهم جميعًا طاقات روابط مختلفة ، لكن يمكن اعتبارهم مجرد استراحة واحدة.
- وينطبق الشيء نفسه على التشكيلات الفردية أو المزدوجة أو الثلاثية. هذا سيحسب كتكوين واحد.
- في هذا المثال ، جميع السندات عبارة عن سندات فردية.
الخطوة 4. تحديد كسر الرابطة على الجانب الأيسر من المعادلة
يحتوي الجانب الأيسر من المعادلة على المواد المتفاعلة ، والتي ستمثل جميع الروابط المكسورة في المعادلة. إنها عملية ماصة للحرارة تتطلب امتصاص الطاقة لكسر الروابط.
في هذا المثال ، يحتوي الجانب الأيسر على رابطة H-H و 1 Br-Br
الخطوة 5. عد جميع الروابط المكونة على الجانب الأيمن من المعادلة
يحتوي الجانب الأيمن من المعادلة على جميع المنتجات. هذه هي كل الروابط التي ستتشكل. تشكل الرابطة عملية طاردة للحرارة تطلق الطاقة ، عادة في شكل حرارة.
في هذا المثال ، يحتوي الجانب الأيمن على سندات H-Br
جزء 2 من 2: حساب طاقة الرابطة
الخطوة 1. أوجد طاقة الرابطة الخاصة بالرابطة المعنية
هناك العديد من الجداول التي تحتوي على معلومات حول متوسط طاقات السندات لسند معين. يمكنك البحث عنه على الإنترنت أو في كتب الكيمياء. من المهم ملاحظة أن معلومات طاقة الرابطة في الجدول مخصصة دائمًا للجزيئات الغازية.
- على سبيل المثال ، تريد العثور على طاقات روابط H-H و Br-Br و H-Br.
- H-H = 436 كيلو جول / مول ؛ Br-Br = 193 كيلوجول / مول ؛ H-Br = 366 كيلو جول / مول.
-
لحساب طاقة الرابطة لجزيء في صورة سائلة ، تحتاج أيضًا إلى إيجاد المحتوى الحراري لتغيير التبخر للجزيء السائل. هذه هي كمية الطاقة المطلوبة لتحويل السائل إلى غاز. يضاف هذا الرقم إلى إجمالي طاقة الرابطة.
على سبيل المثال: إذا كان السؤال يسأل عن الماء السائل ، أضف تغير المحتوى الحراري لتبخير الماء (+41 كيلو جول) إلى المعادلة
الخطوة 2. اضرب طاقة الرابطة في عدد الروابط المكسورة
في بعض المعادلات ، يمكن أن تكسر الرابطة نفسها عدة مرات. على سبيل المثال ، إذا كانت 4 ذرات هيدروجين في جزيء ، فيجب حساب طاقة رابطة الهيدروجين أربع مرات ، ويعرف أيضًا باسم مرات 4.
- في هذا المثال ، توجد رابطة واحدة فقط لكل جزيء ، لذا ببساطة اضرب طاقة الرابطة بمقدار 1.
- H-H = 436 × 1 = 436 كيلو جول / مول
- Br-Br = 193 × 1 = 193 كيلوجول / مول
الخطوة 3. اجمع كل طاقات الروابط للروابط المكسورة
بعد ضرب طاقات الرابطة في عدد الروابط الفردية ، تحتاج إلى جمع كل الروابط على الجانب المتفاعل.
في مثالنا ، عدد الروابط المكسورة هو H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 كيلو جول / مول
الخطوة 4. اضرب طاقة الرابطة في عدد الروابط المتكونة
كما هو الحال عند العمل على كسر الروابط على الجانب المتفاعل ، يجب عليك مضاعفة عدد الروابط التي تكونت بواسطة طاقات الرابطة المعنية. إذا تم تكوين 4 روابط هيدروجينية ، اضرب طاقة هذه الروابط في 4.
في هذا المثال ، يتم تكوين روابط 2 H-Br بحيث تتضاعف طاقة الرابطة H-Br (366 كيلو جول / مول) في 2: 366 × 2 = 732 كيلو جول / مول
الخطوة 5. اجمع كل طاقات الرابطة المتكونة
مرة أخرى ، مثل كسر الروابط ، تتم إضافة جميع الروابط المتكونة على جانب المنتج. في بعض الأحيان يتم تشكيل منتج واحد فقط ويمكنك تخطي هذه الخطوة.
في مثالنا ، يوجد منتج واحد فقط تم تكوينه ، لذا فإن طاقة الرابطة المتكونة تساوي طاقة الرابطة لرابطة 2 H-Br والتي تساوي 732 kJ / mol
الخطوة 6. اطرح عدد الروابط المكونة من الروابط المكسورة
بمجرد إضافة كل طاقات الرابطة على كلا الجانبين ، ببساطة اطرح الروابط المكسورة من الروابط المتكونة. تذكر هذه المعادلة: H = H(كسر السندات) - ح(تشكل السندات). أدخل الأرقام في الصيغة واطرح.
في هذا المثال: H = H(كسر السندات) - ح(تشكل السندات) = 629 كيلوجول / مول - 732 كيلوجول / مول = -103 كيلوجول / مول.
الخطوة 7. حدد ما إذا كان التفاعل بأكمله ماصًا للحرارة أو طاردًا للحرارة
الخطوة الأخيرة هي حساب طاقات الرابطة لتحديد ما إذا كان التفاعل يطلق طاقة أو يستهلك طاقة. سيكون للحرارة الماصة (التي تستهلك الطاقة) طاقة رابطة نهائية موجبة ، في حين أن التفاعل الطارد للحرارة (الذي يطلق الطاقة) سيكون له طاقة رابطة سالبة.
