Energie di legame e lunghezze di legame

Ogni reazione chimica è associata ad una variazione dell'entalpia, che aiuta a determinare se l'energia viene rilasciata o richiesta durante la reazione. Questo cambiamento di entalpia può essere stimato utilizzando energie di legame medie. L'energia richiesta per rompere un legame specifico in 1 mole di un composto chimico gassoso è detta energia di legame ed è espressa in kilojoule per mole.

Questa energia dipende dal tipo di atomi legati e dal numero di coppie di elettroni condivise. L'energia di legame è solitamente espressa come media delle energie di legame dello stesso legame in composti diversi. L'energia di legame media può essere utilizzata per determinare se una reazione chimica è esotermica o endotermica.

Considerate che l'etene e il bromo reagiscano per formare 1, 2-dibromoetano. Inizialmente, il doppio legame del carbonio e il legame singolo del bromo si rompono, un processo che richiede un input di energia, che aumenta l'energia potenziale degli atomi. Pertanto, la rottura del legame è un processo endotermico con un cambiamento positivo dell'entalpia.

Successivamente, si formano nuovi legami fra atomi di carbonio e bromo che danno origine al prodotto. La formazione di legami aumenta la stabilità della molecola, riducendo l'energia potenziale. Pertanto, la formazione del legame è un processo esotermico che causa una variazione negativa dell'entalpia.

Secondo la legge di Hess, la somma delle variazioni di entalpia di reagenti e prodotti è uguale alla variazione di entalpia complessiva della reazione. La variazione di entalpia dei reagenti è la somma dell'entalpia dei legami rotti, mentre la variazione di entalpia dei prodotti è la somma dell'entalpia dei nuovi legami formati. Pertanto, la formazione di 1, 2-dibromoetano, con un'entalpia di 255 kilojoule per mole, è una reazione endotermica.

Oltre alle entalpie di legame, il tipo di legami e gli atomi legati influenzano anche la lunghezza del legame, che è la distanza media fra i nuclei di due atomi legati. Considerate i diversi legami fra due atomi di azoto e due atomi di carbonio. Gli atomi con più legami, come i tripli legami, sono tenuti più strettamente insieme, e questo porta a legami più brevi e più forti.

Di conseguenza, la molecola è più stabile e richiede una maggiore energia per dissociarsi. Generalmente, la forza del legame è indirettamente proporzionale alla lunghezza del legame, con alcune dovute eccezioni.