9.12: Енергія Бонда

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19169

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Як утворюється смог?

Ми знаємо, що азот становить приблизно\(79\%\) з газів у повітрі, і що цей газ хімічно дуже інертний. Однак ми також знаємо, що основним фактором виробництва смогу є суміш азотних сполук, про які йдеться\(\ce{NO}_x\). Через високі температури згоряння в сучасних автомобільних двигунів (викликані необхідністю кращої паливної економічності), ми робимо більше,\(\ce{NO}_x\) що буде реагувати з іншими матеріалами для створення смогу. Отже, наш інертний азотний газ може бути перетворений в інші сполуки, якщо достатньо енергії, щоб розірвати потрійні зв'язки в\(\ce{N_2}\) молекулі.

Енергія Бонда

Освіта хімічного зв'язку призводить до зниження потенційної енергії. Отже, розрив хімічного зв'язку вимагає введення енергії. Енергія зв'язку - це енергія, необхідна для розриву ковалентного зв'язку між двома атомами. Висока енергія зв'язку означає, що зв'язок міцний, і молекула, яка містить цей зв'язок, ймовірно, буде стабільною і менш реактивною. Більш реактивні сполуки будуть містити зв'язки, які, як правило, мають нижчі енергії зв'язку. Деякі енергії зв'язку наведені в таблиці нижче.

Таблиця\(\PageIndex{1}\): Енергії зв'язку
Бонд	Енергія Бонда\(\left( \text{kJ/mol} \right)\)
\(\ce{H-H}\)	\ (\ left (\ text {kJ/моль}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; ">436
\(\ce{C-H}\)	\ (\ left (\ text {kJ/моль}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; ">414
\(\ce{C-C}\)	\ (\ left (\ text {kJ/моль}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; ">347
\(\ce{C=C}\)	\ (\ left (\ text {kJ/моль}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; "> 620
\(\ce{C \equiv C}\)	\ (\ left (\ text {kJ/моль}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; "> 812
\(\ce{F-F}\)	\ (\ left (\ text {kJ/моль}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; "> 157
\(\ce{Cl-Cl}\)	\ (\ left (\ text {kJ/моль}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; ">243
\(\ce{Br-Br}\)	\ (\ left (\ text {kJ/mol}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; ">193
\(\ce{I-I}\)	\ (\ left (\ text {kJ/mol}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; "> 151
\(\ce{N \equiv N}\)	\ (\ left (\ text {kJ/моль}\ праворуч)\)» style="вертикальне вирівнювання: середина; вирівнювання тексту: центр; ">941

Галогенні елементи існують природним шляхом у вигляді двоатомних молекул (\(\ce{F_2}\)\(\ce{Cl_2}\),\(\ce{Br_2}\),, і\(\ce{I_2}\)). Вони, як правило, дуже реактивні і, таким чином, мають відносно низьку енергію зв'язку.

Як видно з порівняння енергій зв'язку для різних вуглецево-вуглецевих зв'язків, подвійні зв'язки істотно міцніші, ніж одиночні зв'язки. Так само потрійні зв'язки ще міцніші. Потрійний зв'язок, який існує між атомами азоту в газі азоту,\(\left( \ce{N_2} \right)\) робить його дуже нереактивним. Усі рослини та тварини потребують елемента азоту, але його неможливо отримати від прямого поглинання газу азоту з атмосфери через його міцну, нереактивну потрійний зв'язок. Натомість бактерії перетворюють азот у більш корисну форму, таку як іони амонію та нітратів, які потім поглинаються рослинами з ґрунту. Тварини отримують азот лише поїдаючи ці рослини.

Резюме

Енергія зв'язку є вказівкою кількості енергії, необхідної для хімічної реакції.
Чим вище енергія зв'язку, тим менш реактивною є зв'язок.

Рецензія

Що означає висока енергія зв'язку?
Які зв'язки мають більш реактивні сполуки?
Що буде реагувати легше: зв'язок C-H або зв'язок Cl-Cl?