Ενθαλπία δεσμού

Η ενθαλπία δεσμού περιγράφει την ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται σε έναν δεσμό μεταξύ ατόμων σε ένα μόριο (επίσης γνωστή ως ενθαλπία διάστασης δεσμού ή δύναμη δεσμού). Ανιονικοί ή ομολυτικοί δεσμοί μπορούν να διασπαστούν με την ενέργεια που απαιτείται μέσω ομολυτικής ή συμμετρικής διάσπασης στην αέρια φάση. Όταν ένας δεσμός διασπάται μέσω ομολυτικής ή συμμετρικής διάσπασης, κάθε αρχικός συμμετέχων παίρνει ένα ηλεκτρόνιο και γίνεται ρίζα και όχι ιόν.

Τι είναι η ενθαλπία δεσμού;

Η ενέργεια διάστασης δεσμού ή ενθαλπία δεσμού είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη διάσπαση ενός mol ενός συγκεκριμένου τύπου δεσμού και τη διάσπασή τους σε αέρια άτομα.

Όσο μεγαλύτερη είναι η ενθαλπία του δεσμού, τόσο ισχυρότερος είναι ο δεσμός.

Η ενθαλπία δεσμού εκφράζεται σε kJmol-1.

Τύποι ενθαλπιών δεσμών

Ενθαλπία Ατομοποίησης 

Κάθε αυθόρμητη διαδικασία τείνει να έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή νέων προϊόντων. Ορισμένες διαδικασίες, από όλες αυτές που γνωρίζουμε, τείνουν να απορροφούν ενέργεια, ενώ άλλες έχουν ως αποτέλεσμα την ενεργειακή εξέλιξη. Ως αποτέλεσμα, συνήθως βιώνουμε ενθαλπία ή αλλαγή θερμότητας όταν ολοκληρώνουμε αυτές τις δραστηριότητες. Όταν οι δεσμοί μιας ένωσης τείνουν να σπάσουν και τα στοιχεία αυτού του συμπλέγματος μειώνονται σε μοναδικά άτομα, η ενθαλπία της ψεκασμού αναφέρεται στην ποσότητα της αλλαγής της θερμότητας.

Η θερμότητα του ψεκασμού είναι πάντα θετικός αριθμός και δεν μπορεί ποτέ να είναι αρνητικός. Το σύμβολο για την ενθαλπία της ψεκασμού είναι ΔaH.

Η ανάρτηση συζητά την ενθαλπία της ψεκασμού, ποιες είναι οι διαφορετικές αλλαγές ενθαλπίας και πώς να υπολογίσετε την αλλαγή της ενθαλπίας της ψεκασμού. Ας ξεκινήσουμε με μια συζήτηση για τις διάφορες αλλαγές στη θερμότητα ψεκασμού. Η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται όταν οι δεσμοί διασπώνται και τα συστατικά άτομα μειώνονται σε μεμονωμένα άτομα είναι γνωστή ως ενθαλπία ψεκασμού. Η μετάβαση της ενθαλπίας συμβαίνει όταν ένα mole μιας ουσίας διασπάται πλήρως μέσω των ατόμων της υπό κανονικές συνθήκες (298,15 K, 1 bar).

Cl2 (g) → 2Cl (g)           ………………ΔaH

Ενθαλπία Εξάχνωσης

Η μετατροπή ενός στερεού σε αέριο χωρίς να περάσει από την υγρή φάση είναι εξάχνωση. Χρειαζόμαστε μια συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας για την εξάχνωση μιας ουσίας, η οποία πρέπει να παρέχεται στην ουσία με τη μορφή θερμότητας ή εργασίας. Η ενθαλπία της εξάχνωσης είναι η ενέργεια που απαιτείται για τη μετατροπή ενός mol στερεού σε αέριο υπό σταθερή πίεση.

C (s) → C (g)           ………………ΔsubH

Αλλαγή ενθαλπίας κατά τη μετάβαση φάσης: 

Όταν η φάση μιας ουσίας αλλάζει από τη μια μορφή στην άλλη, λίγη ενέργεια απελευθερώνεται ή απορροφάται. Για παράδειγμα, όταν ο πάγος λιώνει σε νερό, απαιτείται ενέργεια για να λιώσει.

Τυπική ενθαλπία εξάτμισης:

Σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση, η ενθαλπία της εξάτμισης είναι η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να εξατμιστεί ένα mole υγρού.

H2O (l)  →    H2O (g) ………………..ΔvapH0

Τυπική ενθαλπία εξάχνωσης:

Η πτώση της ενθαλπίας που συμβαίνει όταν ένα mole στερεάς ουσίας εξαχνώνεται σε σταθερή πίεση και θερμοκρασία είναι γνωστή ως η τυπική ενθαλπία εξάχνωσης (στο 1 bar).

C (s) → C (g)           ………………ΔsubH0

Παράγοντες που επηρεάζουν την ενθαλπία των δεσμών

Ορισμένοι παράγοντες παίζουν σημαντικό ρόλο και επηρεάζουν την Ενθαλπία Ομολόγων:

1. Η ενθαλπία των δεσμών επηρεάζεται από τα άτομα, όπως για παράδειγμα όσο πιο σημαντικό είναι το μέγεθος του ατόμου, τόσο μεγαλύτερο είναι το μήκος του δεσμού.

Ομοίως, όσο μικρότερη είναι η ενθαλπία του δεσμού, τόσο μικρότερη είναι η αντοχή του δεσμού.

1. Η ενθαλπία των δεσμών επηρεάζεται επίσης από την παρουσία πολλαπλών δεσμών. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των δεσμών, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενθαλπία του δεσμού.
2. Ο αριθμός των μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων που υπάρχουν στα συνδεδεμένα άτομα επηρεάζει επίσης την ενθαλπία. Η απώθηση είναι μεγάλη μεταξύ των ατόμων και η ενέργεια διάστασης του δεσμού είναι μικρότερη. Αυτός είναι επίσης ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν την ενθαλπία των δεσμών.
3. Όταν οι ατομικοί δεσμοί επικαλύπτονται μεταξύ τους, σχηματίζεται ένας δεσμός. Η κατεύθυνση της επικάλυψης καθορίζει την κατεύθυνση της συγκόλλησης.
4. Η γωνία του δεσμού σχηματίζεται από τις γραμμές που αντιπροσωπεύουν την κατεύθυνση του δεσμού και επηρεάζει την ενθαλπία του δεσμού, δηλαδή τα τροχιακά που συγκρατούν τα ηλεκτρόνια του δεσμού.
5. Η σειρά των δεσμών επηρεάζει την ενθαλπία των δεσμών καθώς ένας δεσμός τριών ηλεκτρονίων είναι συγκρίσιμος με έναν ημιομοιοπολικό δεσμό σε ένα μόριο περιττού ηλεκτρονίου. η σειρά ομολόγων μπορεί να είναι κλασματική.
6. Όσο υψηλότερη είναι η τάξη του δεσμού, τόσο πιο σταθερός είναι ο δεσμός, δηλαδή όσο υψηλότερη είναι η ενθαλπία του δεσμού. Όσο υψηλότερη είναι η σειρά του δεσμού, τόσο μικρότερο είναι το μήκος του δεσμού.
7. Η ενέργεια του δεσμού μειώνεται με την ακόλουθη σειρά:sp> sp²>sp³.

Συμπέρασμα

Η ενθαλπία δεσμών και η ενθαλπία αντίδρασης μας βοηθούν να κατανοήσουμε πώς χρησιμοποιείται η ενέργεια σε ένα χημικό σύστημα κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων. Η ενθαλπία δεσμών περιγράφει την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να σπάσει ή να σχηματιστεί ένας δεσμός και χρησιμεύει ως μέτρο της αντοχής του δεσμού. Μπορούμε να προσδιορίσουμε εάν μια αντίδραση θα είναι ενδόθερμη ή εξώθερμη με βάση το αν η ενθαλπία της αντίδρασης είναι θετική ή αρνητική. Η ενθαλπία δεσμού μετρά την αντοχή του δεσμού και περιγράφει πόση ενέργεια απαιτείται για να σπάσει ή να δημιουργηθεί ένας δεσμός.