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化学反応の結合エネルギーを計算するには、反応式を調べて、生成物と反応物の両方の分子の結合のエネルギーを合計します。計算により、反応が発熱(熱を放出)するか吸熱(熱を吸収)するかがわかります。
TL; DR(長すぎる;読まなかった)
化学反応の結合エネルギーを計算するには、反応式を調べて、生成物と反応物の両方の分子の結合のエネルギーを合計します。
結合の作成と解除
原子はより安定しており、結合するとエネルギー状態が低くなります。結合エネルギーを計算するとき、方程式の左側のエネルギーは反応物分子の結合を破壊し、右側のエネルギーは生成物分子に結合を作ることによって放出されるエネルギーから来ることに注意してください。
結合エネルギーを見つける
結合エネルギーを計算するには、興味のある化学反応の方程式を調べます。反応に関係する要素と、それらを結び付ける結合に注意してください。結合エネルギーの表で結合を調べて、方程式の両側の各結合を書き留めます。また、結合が単結合、二重結合、三重結合のいずれであるかに注意してください。たとえば、これはメタンの燃焼の方程式です。
CH4 + 2O2→2H2O + CO2
方程式の左側には、4つの水素-炭素(単一)結合と2つの酸素-酸素(二重)結合があります。右側には、4つの酸素-水素(単一)結合と2つの炭素-酸素(二重)結合があります。表から、各水素-炭素結合は413 KJ / Mol、酸素-酸素は495 KJ / Mol、酸素-水素は467 KJ / Mol、炭素-酸素は358 KJ / Molであることがわかります。
結合エネルギーの計算
反応方程式では、結合の数に結合エネルギーを掛けます。
(4)413 KJ / Mol = 1,652 KJ / Molでの炭素-水素結合
(2)495 KJ / Mol = 990 KJ / Molでの酸素-酸素結合(二重結合)
(4)467 KJ / Mol = 1,868 KJ / Molでの酸素-水素結合
(2)799 KJ / Mol = 1,598 KJ / Molでの炭素-酸素結合(二重結合)
吸熱または発熱?
反応が吸熱性か発熱性かを確認するには、両側のエネルギーを合計し、それらを比較します。左側には1,652 KJ / Mol + 990 KJ / Mol = 2,642 KJ / Molがあります。右側には1,868 KJ / Mol + 1,598 KJ / Mol = 3,466 KJ / Molがあります。方程式の左側の結合を切断するために必要なエネルギーは、右側の結合を作成することで得られるエネルギーよりも小さくなります。慣例により、2,642 KJ / Mol-3,466 KJ / Mol = -824 KJ / Mol。負の数は、エネルギーが熱として反応物から出ていることを意味します。合計が負の数であるため、反応は発熱性です。数が正の場合、反応は吸熱性になります。