La energía de enlace es un concepto importante en química que describe la cantidad de energía necesaria para romper enlaces entre gases de enlace covalente. Las energías de enlace de tipo relleno no se aplican a los enlaces iónicos. Cuando 2 átomos se unen para formar una nueva molécula, el grado de fuerza del enlace entre los átomos se puede determinar midiendo la cantidad de energía necesaria para romper el enlace. Recuerde, un átomo no tiene energía de enlace; esta energía existe solo en enlaces entre dos átomos. Para calcular las energías de enlace, simplemente determine el número total de enlaces rotos, luego reste el número total de enlaces formados.
Paso
Parte 1 de 2: Determinación de los lazos rotos y formados
Paso 1. Defina la ecuación para calcular la energía de enlace
La energía de enlace se define como la suma de todos los enlaces rotos menos el número de enlaces formados: H = H(romper vínculo) - H(enlace formado). H es el cambio en la energía de enlace, también conocida como entalpía de enlace, y H es la suma de las energías de enlace para cada lado de la ecuación.
- Esta ecuación es una forma de la ley de Hess.
- La unidad de energía de enlace es el kilojulio por mol o kJ / mol.
Paso 2. Escribe una ecuación química que muestre todos los enlaces intermoleculares
Cuando la ecuación para la reacción en el problema se escribe solo con símbolos químicos y números, escribir esta ecuación es útil porque describe todos los enlaces que se forman entre los diversos elementos y moléculas. Esta representación visual le permitirá calcular todos los enlaces que se rompen y se forman en los lados reactivo y producto de la ecuación.
- Recuerde, el lado izquierdo de la ecuación son los reactivos y el lado derecho son los productos.
- Los enlaces simples, dobles y triples tienen diferentes energías de enlace, así que asegúrese de dibujar un diagrama con los enlaces correctos entre los elementos.
- Por ejemplo, si dibuja la siguiente ecuación para la reacción entre 2 hidrógenos y 2 bromo: H2(g) + Br2(g) - 2 HBr (g), obtendrá: H-H + Br-Br - 2 H-Br. El guión (-) indica un enlace sencillo entre los elementos de los reactivos y los productos.
Paso 3. Conozca las reglas para contar los enlaces rotos y formados
En algunos casos, las energías de enlace que se utilizarán para este cálculo serán el promedio. El mismo enlace puede tener energías de enlace ligeramente diferentes según las moléculas formadas; por lo tanto, la energía de enlace promedio se usa comúnmente..
- Los enlaces simples, dobles y triples se tratan como una ruptura. Todos tienen diferentes energías de enlace, pero cuentan como una sola ruptura.
- Lo mismo ocurre con las formaciones simples, dobles o triples. Esto contará como una formación.
- En este ejemplo, todos los enlaces son enlaces simples.
Paso 4. Identifica la ruptura del enlace en el lado izquierdo de la ecuación
El lado izquierdo de la ecuación contiene los reactivos, que representarán todos los enlaces rotos en la ecuación. Es un proceso endotérmico que requiere la absorción de energía para romper los enlaces.
En este ejemplo, el lado izquierdo tiene 1 enlace H-H y 1 enlace Br-Br
Paso 5. Cuente todos los enlaces formados en el lado derecho de la ecuación
El lado derecho de la ecuación contiene todos los productos. Estos son todos los lazos que se formarán. La formación de enlaces es un proceso exotérmico que libera energía, generalmente en forma de calor.
En este ejemplo, el lado derecho tiene 2 enlaces H-Br
Parte 2 de 2: Cálculo de la energía de enlace
Paso 1. Encuentre la energía de enlace del enlace en cuestión
Hay muchas tablas que contienen información sobre las energías de enlace promedio de un enlace en particular. Puede buscarlo en Internet o en libros de química. Es importante notar que la información de energía de enlace en la tabla es siempre para moléculas gaseosas.
- Por ejemplo, desea encontrar las energías de enlace de H-H, Br-Br y H-Br.
- H-H = 436 kJ / mol; Br-Br = 193 kJ / mol; H-Br = 366 kJ / mol.
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Para calcular la energía de enlace de una molécula en forma líquida, también necesita encontrar la entalpía de cambio de vaporización para la molécula líquida. Esta es la cantidad de energía necesaria para convertir un líquido en gas. Este número se suma a la energía de enlace total.
Por ejemplo: si la pregunta es sobre agua líquida, agregue el cambio de entalpía de vaporización del agua (+41 kJ) a la ecuación
Paso 2. Multiplica la energía de enlace por el número de enlaces rotos
En algunas ecuaciones, es posible que se rompa el mismo vínculo muchas veces. Por ejemplo, si hay 4 átomos de hidrógeno en una molécula, la energía del enlace de hidrógeno debe calcularse cuatro veces, también conocido como 4.
- En este ejemplo, solo hay 1 enlace por molécula, así que simplemente multiplique la energía del enlace por 1.
- H-H = 436 x 1 = 436 kJ / mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ / mol
Paso 3. Sume todas las energías de enlace de los enlaces rotos
Después de multiplicar las energías de enlace por el número de enlaces individuales, debe sumar todos los enlaces del lado del reactivo.
En nuestro ejemplo, el número de enlaces rotos es H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ / mol
Paso 4. Multiplica la energía de enlace por el número de enlaces formados
Como cuando se trabaja para romper enlaces en el lado reactivo, debe multiplicar el número de enlaces formados por las respectivas energías de enlace. Si se forman 4 enlaces de hidrógeno, multiplique la energía de esos enlaces por 4.
En este ejemplo, se forman 2 enlaces H-Br de modo que la energía del enlace H-Br (366 kJ / mol) se multiplicará por 2: 366 x 2 = 732 kJ / mol
Paso 5. Sume todas las energías de enlace formadas
Nuevamente, como romper enlaces, todos los enlaces formados en el lado del producto se suman. A veces, solo se forma 1 producto y puede omitir este paso.
En nuestro ejemplo, solo se forma 1 producto, por lo que la energía de enlace formada es igual a la energía de enlace de los 2 enlaces H-Br, que es 732 kJ / mol
Paso 6. Reste el número de enlaces formados por enlaces rotos
Una vez que se suman todas las energías de enlace en ambos lados, simplemente reste los enlaces rotos por los enlaces formados. Recuerda esta ecuación: H = H(romper vínculo) - H(enlace formado). Reemplaza los números en la fórmula y resta.
En este ejemplo: H = H(romper vínculo) - H(enlace formado) = 629 kJ / mol - 732 kJ / mol = -103 kJ / mol.
Paso 7. Determine si toda la reacción es endotérmica o exotérmica
El paso final es calcular las energías de enlace para determinar si la reacción libera energía o consume energía. Un endotérmico (que consume energía) tendrá una energía de enlace final positiva, mientras que una reacción exotérmica (que libera energía) tendrá una energía de enlace negativa.
