Énergies de liaison et longueurs de liaison

Chaque réaction chimique est associée à un changement d'enthalpie, ce qui aide à déterminer si l'énergie est libérée ou nécessaire pendant la réaction. Ce changement d'enthalpie peut être estimé en utilisant les énergies de liaison moyennes. L'énergie nécessaire pour briser une liaison spécifique dans 1 mole de gazeux composé chimique est appelée énergie de liaison et est exprimée en kilojoules par mole.

Cette énergie dépend du type d'atomes liés et du nombre de paires d'électrons partagées. L'énergie de liaison est généralement exprimée comme une moyenne des énergies de liaison de la même liaison dans différents composés. L'énergie de liaison moyenne peut être utilisée pour déterminer si une réaction chimique est exothermique ou endothermique.

Considérons l'éthène et le brome qui réagissent pour former le 1, 2-dibromoéthane. Initialement, la double liaison de carbone et la seule liaison de brome se brisent-un processus nécessitant un apport d'énergie, ce qui augmente l'énergie potentielle des atomes. Par conséquent, la rupture de liaison est un processus endothermique avec un changement positif d'enthalpie.

Par la suite, de nouvelles liaisons sont formées entre les atomes de carbone et de brome donnant le produit. La formation de liaisons augmente la stabilité de la molécule en réduisant l'énergie potentielle. Par conséquent, la formation de liaisons est un processus exothermique, provoquant un changement négatif de l'enthalpie.

Selon la loi de Hess, la somme des changements d'enthalpie des réactifs et des produits est égale au changement d'enthalpie global de la réaction. Le changement d'enthalpie des réactifs est la somme de l'enthalpie des liaisons brisées, tandis que le changement d'enthalpie des produits est la somme de l'enthalpie des nouvelles liaisons formées. Par conséquent, la formation de 1, 2-dibromoéthane, avec une enthalpie de 255 kilojoules par mole, est une réaction endothermique.

En plus des enthalpies de liaison, le type de liaisons et les atomes liés influencent également la longueur de la liaison, qui est la distance moyenne entre les noyaux de deux atomes liés. Considérez les différentes liaisons entre deux atomes d'azote et deux atomes de carbone. Les atomes avec des liaisons multiples, telles que les liaisons triples, sont maintenus plus étroitement ensemble, conduisant à des liaisons plus courtes et plus fortes.

Par conséquent, la molécule est plus stable et nécessite une énergie plus élevée pour se dissocier. Généralement, la force de la liaison est indirectement proportionnelle à la longueur de la liaison, à certaines exceptions.