Ako vypočítať energiu väzby: 12 krokov (s obrázkami)

Energia väzby je dôležitý pojem v chémii, ktorý definuje množstvo energie potrebnej na prerušenie väzby medzi kovalentne viazanými plynmi.[1]
Tento typ väzbovej energie sa nevzťahuje na iónové väzby.[2]
Keď sa 2 atómy spoja a vytvoria novú molekulu, je možné určiť, aká silná je väzba medzi atómami, meraním množstva energie potrebnej na prerušenie tejto väzby. Nezabudnite, že jeden atóm nemá energiu väzby; energiu má väzba medzi 2 atómami. Ak chcete vypočítať väzbovú energiu reakcie, jednoducho určte celkový počet porušených väzieb a potom odpočítajte celkový počet vytvorených väzieb.

Časť 1 z 2:Určenie porušených a vytvorených väzieb


Definujte rovnicu na výpočet energie väzby. Energia väzby je definovaná súčtom všetkých porušených väzieb mínus súčet všetkých vytvorených väzieb: ΔH = ∑H(porušené väzby) – ∑H(vytvorené väzby). ΔH je zmena väzbovej energie, ktorá sa označuje aj ako väzbová entalpia, a ∑H je súčet väzbových energií pre každú stranu rovnice.[3]

  • Táto rovnica je formou Hessovho zákona.
  • Jednotkou pre energiu väzby je kilojoule na mol alebo kJ/mol.[4]


Nakreslite chemickú rovnicu zobrazujúcu všetky väzby medzi molekulami. Ak je daná reakčná rovnica jednoducho napísaná chemickými symbolmi a číslami, je užitočné túto rovnicu nakresliť a znázorniť všetky väzby, ktoré vznikajú medzi jednotlivými prvkami a molekulami. Toto vizuálne znázornenie vám umožní ľahko spočítať všetky väzby, ktoré sa porušia a vytvoria na strane reaktantu a produktu rovnice.

  • Nezabudnite, že ľavá strana rovnice sú všetky reaktanty a pravá strana sú všetky produkty.
  • Jednoduché, dvojité a trojité väzby majú rôzne väzbové energie, preto nezabudnite nakresliť diagram so správnymi väzbami medzi prvkami.[5]
  • Napríklad, ak by ste nakreslili nasledujúcu rovnicu pre reakciu medzi 2 vodíkmi a 2 brómami: H2(g) + Br2(g) —> 2 HBr(g), dostanete: H-H + Br-Br —> 2 H-Br. Pomlčky predstavujú jednoduché väzby medzi prvkami v reaktantoch a produktoch.


Poznajte pravidlá počítania porušených a vytvorených väzieb. Vo väčšine prípadov budú väzbové energie, ktoré budete používať pri týchto výpočtoch, priemerné hodnoty.[6]
Tá istá väzba môže mať mierne odlišnú väzbovú energiu v závislosti od molekuly, v ktorej vzniká; preto sa vo všeobecnosti používajú priemerné väzbové energie.[7]

  • Jednoduchá, dvojitá a trojitá väzba sa považujú za 1 prerušenie. Všetky majú rôzne energie väzieb, ale počítajú sa len ako jeden zlom.
  • To isté platí pre vznik jednoduchej, dvojitej alebo trojitej väzby. Bude sa počítať ako jednoduchá tvorba.
  • V našom príklade sú všetky väzby jednoduché.


Identifikujte porušené väzby na ľavej strane rovnice. Ľavá strana obsahuje reaktanty. Tie budú predstavovať všetky porušené väzby v rovnici. Ide o endotermický proces, ktorý si vyžaduje absorpciu energie na prerušenie väzieb.[8]

  • Pre náš príklad má ľavá strana 1 väzbu H-H a 1 väzbu Br-Br.


Spočítajte väzby vytvorené na pravej strane rovnice. Pravá strana obsahuje všetky produkty. Toto sú všetky väzby, ktoré sa vytvoria. Ide o exotermický proces, pri ktorom sa uvoľňuje energia, zvyčajne vo forme tepla.[9]

  • V našom príklade sú na pravej strane 2 väzby H-Br.

Časť 2 z 2:Výpočet energie väzby


Vyhľadajte väzbové energie daných väzieb. Existuje mnoho tabuliek, ktoré obsahujú informácie o priemerných väzbových energiách pre konkrétnu väzbu. Tieto tabuľky nájdete na internete alebo v učebnici chémie. Je dôležité poznamenať, že tieto väzbové energie sa vždy vzťahujú na molekuly v plynnom stave.[10]

  • Pre náš príklad musíte nájsť väzbovú energiu pre väzbu H-H, väzbu Br-Br a väzbu H-Br.
  • H-H = 436 kJ/mol; Br-Br = 193 kJ/mol; H-Br = 366 kJ/mol.[11]
  • Ak chcete vypočítať energiu väzby pre molekuly v kvapalnom stave, musíte si pozrieť aj zmenu entalpie vyparovania pre molekulu kvapaliny. Toto je množstvo energie potrebnej na premenu kvapaliny na plyn.[12]
    Toto číslo sa pripočíta k celkovej energii väzby.

    • Napríklad: Ak by ste dostali kvapalnú vodu, museli by ste do rovnice doplniť zmenu entalpie vyparovania vody (+41 kJ).[13]


Vynásobte väzbové energie počtom porušených väzieb. V niektorých rovniciach môže dôjsť k viacnásobnému porušeniu tej istej väzby.[14]
Napríklad ak sú v molekule 4 atómy vodíka, potom sa väzbová energia vodíka musí započítať 4-krát alebo vynásobiť 4.

  • V našom príklade existuje len 1 väzba každej molekuly, takže väzbové energie sa jednoducho vynásobia 1.
  • H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
  • Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol


Súčet všetkých väzbových energií porušených väzieb. Po vynásobení väzbových energií počtom jednotlivých väzieb je potrebné zrátať všetky väzby na strane reaktantov.[15]

  • V našom príklade je súčet porušených väzieb H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol.


Vynásobte väzbové energie počtom vytvorených väzieb. Rovnako ako pri porušených väzbách na strane reaktantov vynásobíte počet vytvorených väzieb ich príslušnou väzbovou energiou.[16]
Ak sa vytvoria 4 vodíkové väzby, je potrebné vynásobiť energiu väzby 4.

  • V našom príklade máme vytvorené 2 väzby H-Br, takže väzbová energia H-Br (366 kJ/mol) sa vynásobí 2: 366 x 2 = 732 kJ/mol.


Súčet všetkých vytvorených väzbových energií. Opäť, podobne ako v prípade porušených väzieb, sčítate všetky väzby vytvorené na strane produktu.[17]
Niekedy sa vytvorí len 1 produkt a tento krok môžete preskočiť.

  • V našom príklade vzniká len 1 produkt, takže energia vytvorených väzieb je jednoducho energia 2 väzieb H-Br alebo 732 kJ/mol.


Odpočítajte vytvorené väzby od prerušených väzieb. Po sčítaní všetkých väzbových energií pre obe strany jednoducho odpočítajte vytvorené väzby od prerušených väzieb. Zapamätajte si rovnicu: ΔH = ∑H(porušené väzby) – ∑H(vznikajú väzby). Zapojte vypočítané hodnoty a odčítajte.

  • Pre náš príklad: ΔH = ∑H(porušené väzby) – ∑H(vytvorené väzby) = 629 kJ/mol – 732 kJ/mol = -103 kJ/mol.

  • Určite, či celá reakcia bola endotermická alebo exotermická. Posledným krokom pri výpočte väzbovej energie je určiť, či sa pri reakcii energia uvoľňuje alebo spotrebúva. Endotermická reakcia (reakcia, pri ktorej sa energia spotrebúva) bude mať konečnú energiu väzby kladnú, zatiaľ čo exotermická reakcia (reakcia, pri ktorej sa energia uvoľňuje) bude mať energiu väzby zápornú.[18]

    • V našom príklade je konečná väzbová energia záporná, preto je reakcia exotermická.
  • Odkazy