Ενέργεια Δεσμoύ Ισχύς των Δεσμών. Εισαγωγική Χημεία

Ενέργεια Δεσμoύ Ισχύς των Δεσμών Εισαγωγική Χημεία 2013-14 1

Ενέργεια δεσμού

Γεννηθήτωσαν μόρια! Ένα μόριο μεθανίου και δύο μόρια οξυγόνου

Καύση του μεθανίου. CH 4(g) + 2O 2(g) 2H 2 O (l) + CO 2(g)

Διάσπαση δεσμών- Ενδόθερμη Απαιτείται πάντοτε προσφορά ενέργειας για την διάσπαση των δεσμών. Η διάσπαση δεσμών είναι πάντοτε ενδόθερμη. Λογοπαίγνιο: Bond (James Bond) = δεσμός

Σχηματισμός δεσμών- εξώθερμη Ενέργεια αποδίδεται κατά τον σχηματισμό δεσμών. Ο σχηματισμός δεσμών πάντοτε είναι εξώθερμη.

Ενέργεια δεσμού Η ενέργεια η οποία αποδίδεται ή απορροφείται κατά τον σχηματισμό ή την διάσπαση δεσμών αντίστοιχα, ορίζεται ως ενέργεια δεσμού. π.χ. Ο δεσμός C-H στο μεθάνιο έχει ενέργεια ίση προς 413 KJ/mol

Παράδειγμα ενέργειας δεσμών Δεσμός Ενέργεια (kj/mol) H-H 436 Cl-Cl 242 H-Cl 431 C-H 413 C-C 347 C-O 335 O=O 498

Διαγράμματα ενέργειας Ενέργεια Αντιδρώντα Ενέργεια Ενεργοποιή σεως Προϊόντα Αντίδραση

Εξώθερμη αντίδραση Η ενέργεια που χρειάζεται για την διάσπαση δεσμών είναι μικρότερη από την αντίστοιχη η οποία αποδίδεται κατά τον σχηματισμό τους C + 4H + 4O CH 4(g) + 2O 2(g) Ενέργεια που απαιτείται για την διάσπαση των δεσμών Ενέργεια που αποδίδεται Ενέργεια αποδιδόμενη κατά τον σχηματισμό δεσμών CO 2(g) + 2H 2 O (l) δρόμος αντίδρασης

Ενδόθερμη Αντίδραση Η ενέργεια η οποία απαιτείται για τον σχηματισμό δεσμών είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια η οποία αποδίδεται κατά τον σχηματισμό τους Ενέργεια απαιτούμενη για διάσπαση δεσμών Ενέργεια που αποδίδεται κατά τον σχηματισμό δεσμών NH 4 NO 3(l) NH 4 NO 3(s) + H 2 O (l) Απορροφούμενη ενέργεια Δρόμος Αντίδρασης

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (kj) ΔH Μεταβολή ενέργειας σε μια ολοκληρωμένη αντίδραση Αν αποδίδεται θερμότητα, η αντίδραση έχει συνοδευτεί από απώλεια ενέργειας, οπότε ΔH <0 ΕΞΩΘΕΡΜΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ αντιδρώντα ΑΠΟΔΙΔΕΤΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΔΗ<0 προϊόντα ΠΡΟΟΔΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

ΔH Μεταβολή ενέργειας σε μια ολοκληρωμένη αντίδραση ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (kj) Αν απορροφείται θερμότητα (το μίγμα αντίδρασης ψύχεται), η αντίδραση έχει κερδίσει ενέργεια, ΔH >0 ΕΝΔΟΘΕΡΜΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ Απορρόφηση θερμότητας, ΔΗ>0 αντιδρώντα προϊόντα ΠΡΟΟΔΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

Υπολογισμός ΔH CH 4(g) + 2O 2(g) 2H 2 O (l) + CO 2(g)

Μεταβολή Ενθαλπίας ( H) Οι ενέργειες δεσμών χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της μεταβολής της ενέργειας σε μια αντίδραση Η συνολική μεταβολή της H μπορεί να θεωρηθεί ως το αλγεβρικό άθροισμα των ενεργειών οι οποίες απαιτούνται για την διάσπαση δεσμών και των ενεργειών οι οποίες αποδίδονται κατά τον σχηματισμό νέων δεσμών H = Δ(θραυόμενοι δεσμοί) - Δ(Σχηματιζόμενοι δεσμοί)

Υπολογισμός ΔH CH 4(g) + 2O 2(g) 2H 2 O (l) + CO 2(g) Θραυόμενοι δεσμοί = 4 x (C-H) + 2 x (O=O) = 4 x 413 + 2 x 498 = 1662 + 996 = 2658 KJ/mol

Υπολογισμοί ΔH CH 4(g) + 2O 2(g) 2H 2 O (l) + CO 2(g) Θραυόμενοι δεσμοί = 4 x (C-H) + 2 x (O=O) = 4 x 413 + 2 x 498 = 1662 + 996 = 2658 KJ/mol Σχηματιζόμενοι δεσμοί= 4 x (O-H)* + 2 x (C=O) = 4 x -464 + 2 x -805 = -1856 + -1610 = -3466 KJ/mol * 2 H-O-H= 4x(O-H)

Υπολογισμός ΔH CH 4(g) + 2O 2(g) 2H 2 O (l) + CO 2(g) Θραυόμενοι δεσμοί = 4 x (C-H) + 2 x (O=O) = 4 x 413 + 2 x 498 = 1662 + 996 = 2658 KJ/mol Σχηματιζόμενοι δεσμοί = 4 x (O-H) + 2 x (C=O) = 4 x -464 + 2 x -805 = -1856 + -1610 = -3466 KJ/mol Συνολική μεταβολή ενέργειας= 2658 + -3466 = -808 KJ/mol (Εξώθερμη)

Xe-F Εισαγωγική Χημεία 2013-14 19

Εισαγωγική Χημεία 2013-14 20

Εισαγωγική Χημεία 2013-14 21

Εισαγωγική Χημεία 2013-14 22

Εισαγωγική Χημεία 2013-14 23

Εισαγωγική Χημεία 2013-14 24

Εισαγωγική Χημεία 2013-14 25

Τα σχήματα των μορίων Οι δομές Lewis δίνουν πληροφορίες για την σύνδεση μεταξύ των ατόμων : Μας πληροφορούν για το ποια άτομα συνδέονται με ποια. Τα σχήματα των μορίων προσδιορίζονται από τις γωνίες των δεσμών τους. Π,χ, για τον CCl 4 : πειραματικά βρίσκεται ότι όλες οι γωνίες των δεσμών Cl-C-Cl είναι 109.5. Συνεπώς, δεν είναι δυνατόν το μόριο να είναι επίπεδο. Τα άτομα του Cl βρίσκονται στι κορυφές ενός τετραέδρου στο κέντρο του οποίου βρίσκεται ένα άτομο C.

Τα σχήματα των μορίων

Molecular Shapes Τα σχήματα των μορίων Για ν προβλέψουμε το σχήμα των μορίων υποθέτουμε ότι τα ηλεκτρόνια της στιβάδας σθένους απωθούνται αμοιβαία. Αυτή η άπωση έχει ως αποτέλεσμα τα μόρια να αποκτούν τέτοια γεωμετρία (διευθέτηση στο χώρο), ώστε να ελαχιστοποιούνται οι απώσεις. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται Θεωρία της άπωσης των ηλεκτρονιακών ζευγών της στιβάδας σθένους [ Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) ]. Γι μόρια τύπου AB 2 και AB 3 υπάρχουν απλά γεωμετρικά σχήματα.

Σχήμα Μορίων Σύμφωνα με την θεωρία VSEPR το σχήμα των μορίων καθορίζεται από την άπωση των ζευγών ηλεκτρονίων. Ελκτικές Ομοιοπολικός δεσμός απωστικές

γραμμικό γωνία Επίπεδο τριγωνικό Τριγωνική πυραμίδα Σχήμα Τ

Molecular Shapes Τα σχήματα των μορίων Τα σχήματα ορίζονται από τον αριθμό των ατόμων σε κάθε μόριο Οι γωνίες δεσμών μεταξύ των ατόμων καθορίζονται από τον τρόπο διευθέτησης όλων των ηλεκτρονίων γύρω από το κεντρικό άτομο Πέντε είναι τα βασικά γεωμετρικά σχήματα των μορίων

γραμμικό Επίπεδο τριγωνικό Τετραεδρικό Τριγωνική Διπυραμίδα Οκταεδρικό

Molecular Shapes Τα σχήματα των μορίων Για να αντιληφθούμε την δομή περί το κεντρικό άτομο λαμβάνουμε υπ όψιν όλα τα ηλεκτρόνια (μονήρη και δεσμικά ζεύγη). Κατά την απόδοση του γεωμετρικού σχήματος του μορίου εστιάζουμε την προσοχή μας στις θέσεις των ατόμων. 8 δα ηλεκτρονίων Τετραεδρικό Τριγωνική πυραμίδα γωνία

Το μοντέλο VSEPR Για τον προσδιορισμό του σχήματος ενός μορίου ξεχωρίζουμε τα μονήρη ζεύγη (ή αλλιώς μη δεσμικά ζεύγη) από τα δεσμικά ζεύγη (τα μοιραζόμενα μεταξύ των συνδεομένων ατόμων) ηλεκτρονίων. Ορίζουμε τον χώρο της γεωμετρικής διάταξης των ηλεκτρονίων από την θέση στον τρισδιάστατο χώρο ΟΛΩΝ των ζευγών ηλεκτρονίων (δεσμικών και μη). Tα ηλεκτρόνια αποκτούν διαμόρφωση στο χώρο τέτοια ώστε να ελαχιστοποιούνται οι απώσεις e - -e -.