La energía de enlace es una cantidad física que mide la fuerza de los enlaces químicos a partir de factores energéticos. Se define como: en condiciones estándar, la energía necesaria para disociar 1 mol de moléculas gaseosas AB (g) en átomos gaseosos A (g), B (g), representado por el símbolo E, y la unidad es kJ.mol- 1. El valor de la energía del enlace generalmente se expresa mediante el cambio de entalpía molar estándar de la reacción a esa temperatura. Si no se especifica la temperatura, debe ser 298,15 K. Introducción básica Nombre chino: Energía de enlace Nombre extranjero: Energía de enlace Tipo de sustantivo: Energía Campo de sustantivo: Acción química: Refleja la estabilidad molecular Introducción, significado básico, método de cálculo, indica la fuerza del enlace químico, Introducción La energía del enlace generalmente se mide mediante métodos termoquímicos o experimentos espectroquímicos. Se obtiene midiendo la energía de disociación. A menudo utilizamos la energía de enlace para expresar la fuerza de un determinado vínculo. Nota: El tamaño de la energía del enlace no se puede utilizar para expresar la energía del material, solo representa la diferencia entre la energía libre del material y el estado activo. La relación entre la energía del enlace y la sustancia misma: cuanto mayor es la energía del enlace, menor es la energía misma, menor es la energía del enlace, mayor es la energía misma; Las sustancias utilizadas como reactivos necesitan absorber calor durante el proceso de reacción. Las razones anteriores se deben a que tienen poca energía, estructura estable, necesitan absorber más calor y una gran energía de enlace. La energía es alta, la estructura en sí es inestable, el calor que debe absorberse es bajo y la energía de enlace es pequeña. Significado básico: Hay muchas formas de energía en la naturaleza, como la energía luminosa, la energía térmica, la energía eléctrica, la energía mecánica y la energía química. En los sistemas vivos, sólo la energía química puede usarse directamente como fuente de energía para realizar trabajo, mientras que otras formas de energía sirven para estimular a los organismos a realizar trabajo. Por ejemplo, pueden estimular respectivamente el sentido del equilibrio, la visión, la temperatura, el dolor y el gusto del animal. La energía química proporcionada a los organismos para realizar un trabajo puede provenir de la energía generada por la rotura de enlaces químicos en biomoléculas debido a reacciones químicas como la hidrólisis, o de la energía obtenida de cambios en los gradientes de concentración de iones. Para los organismos vivos, la energía almacenada en los enlaces químicos es una energía libre importante. La llamada energía libre es la energía que se puede utilizar para realizar un trabajo. Una parte considerable de la energía libre de los alimentos se disipa en forma de calor, que ya no puede utilizarse para realizar trabajo. Todas las formas de energía eventualmente se convierten en energía térmica, por lo que la energía generalmente se mide en unidades térmicas, como kilojulios (kJ) y kilocalorías (kcal). El tamaño de la energía del enlace químico en las moléculas biológicas está relacionado con muchos factores, siendo el factor principal la diferencia de electronegatividad entre los átomos que están unidos. Los enlaces con menor energía de enlace se rompen fácilmente, es decir, el enlace en sí es más débil y menos estable. En cada reacción bioquímica, ΔG 0 representa un cambio de energía libre estándar específico. El signo "+" indica que la energía no se pierde sino que se almacena en el producto, y el signo "-" indica que se libera energía del sistema de reacción. Método de cálculo La energía del enlace es una cantidad física que caracteriza la fuerza de un enlace químico y puede medirse por la cantidad de energía necesaria para romper el enlace. A 101,3 kPa y 298,15 K, la energía absorbida al romper 1 mol de molécula gaseosa AB en un átomo gaseoso ideal se denomina energía de disociación de AB (KJ·mol -1), que comúnmente se representa con el símbolo D (A-B). Es decir: AB (g) → A (g) + B (g) Para moléculas diatómicas, la energía de enlace E (A—B) es igual a la energía de disociación del enlace D (A—B), que se puede obtener de forma directa. mediciones termoquímicas. Por ejemplo: Cl 2 (g)→2Cl(g) ΔH m, 298.15 (Cl 2 )=E(Cl 2 )=D(Cl 2 )=247kJ.mol -1 Romper una de las moléculas gaseosas en una molécula poliatómica La La energía requerida para un enlace se llama energía de disociación de ese enlace en la molécula. Por ejemplo: NH 3 (g) = NH 2 (g) + H (g) D 1 = 435 kJ·mol -1 NH 2 (g) = NH (g) + H (g) D 2 = 397 kJ·mol -1 NH (g) = N(g) + H(g) D 3 = 339kJ·mol -1 NH 3 Aunque hay tres enlaces N-H equivalentes en la molécula, la energía necesaria para romperlos uno tras otro es diferente. La llamada energía de enlace generalmente se refiere a la energía promedio requerida para cada enlace cuando 1 mol de moléculas gaseosas se descompone en átomos gaseosos a 101,3 KPa y la energía de enlace está representada por E. Obviamente, para las moléculas diatómicas, la energía de enlace es igual a la energía de disociación.
Por ejemplo, a 298,15 K, la energía de enlace de H es E(H-H)=D(H-H)=436kJ·mol -1 para moléculas poliatómicas, la energía de enlace y la energía de disociación son diferentes. Por ejemplo, la energía de enlace del enlace N-H en la molécula de NH debe ser el promedio de las tres energías de disociación del enlace N-H: E (N-H) = (D 1 + D 2 + D 3 )/3 = 1171/3 = 391kJ· mol -1 En términos generales se dice que cuanto mayor es la energía del enlace, más fuerte es el enlace químico. La energía de enlace de un enlace doble es mucho mayor que la de un enlace simple, pero no es el doble de la energía de enlace de un enlace simple; de manera similar, la energía de enlace de un enlace triple no es tres veces la energía de enlace de un enlace simple; . Marcar la fuerza de un enlace químico La energía del enlace es la energía liberada cuando se forma un enlace químico o la energía absorbida cuando se rompe un enlace químico, y puede usarse para marcar la fuerza de un enlace químico. Su valor se determina de la siguiente manera: para una molécula que puede describirse satisfactoriamente mediante una estructura de enlace local, la suma de las energías de enlace de todos los enlaces es igual a la energía de atomización de la molécula. La energía de enlace es un concepto abstraído de la relativa independencia de los enlaces localizados. Su definición implica la suposición de que las energías de enlace del mismo tipo de enlaces químicos en diferentes moléculas son las mismas. Los experimentos han demostrado que esta suposición es aproximadamente cierta dentro de un cierto rango. Por ejemplo, suponiendo que las energías de enlace de los enlaces C─C y C─H son 346 y 411 kJ/mol respectivamente, la energía de atomización calculada de los hidrocarburos saturados tiene sólo una desviación del 2%. Otra cantidad física comúnmente utilizada para medir la fuerza de un enlace químico es la energía de disociación del enlace, que es la energía necesaria para romper un enlace químico determinado. Dado que la configuración geométrica y el estado electrónico del producto cambian gradualmente junto con los cambios de energía, la energía de disociación del enlace es diferente de la energía del enlace, excepto en el caso de las moléculas diatómicas. Por ejemplo, las energías de disociación de los cuatro enlaces C─H que rompen CH 4 en secuencia son 425, 470, 415 y 335 kJ.mol -1, y su valor promedio es igual a la energía de enlace del enlace C─H. (411kJ.mol - 1).