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Home Chimica Fisica

Energia dei legami covalenti: esercizi

di Chimicamo
19 Ottobre 2022
in Chimica Fisica, Chimica, Termodinamica
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Energia dei legami covalenti- esercizi-chimicamo

Energia dei legami covalenti- esercizi-chimicamo

Il legame covalente è dovuto alla condivisione di una o più coppie di elettroni tra gli atomi e la forza di un legame covalente è data dall'energia necessaria per rompere il legame. Quanto più forte è un legame tanto maggiore è l'energia richiesta per romperlo e ottenere i singoli atomi.

L'energia necessaria per rompere un determinato legame in una mole di molecole allo stato gassoso  detta,  per una molecola biatomica DX-Y, è definita come la variazione di entalpia standard per la reazione:

XY(g)→ X(g) + Y(g) in cui DX-Y = ΔH°

Energia di legame

 

Ad esempio l'energia di legame per la molecola di H2 è pari a 463 kJ/mol e pertanto DH-H = 463 kJ/mol

La dissociazione dell'idrogeno in elementi:

H2(g) → 2 H(g)

Se riferita a una mole richiede una energia di 463 kJ

Nelle molecole in cui sono presenti almeno tre legami la somma di tutte le energie di legame è pari alla variazione di entalpia dovuta alla rottura di tutti i legami. Ad esempio per trasformare la molecola di metano nei suoi elementi secondo la reazione:

CH4(g)→ C(s) + 4 H(g)

si devono rompere i quattro legami carbonio-idrogeno. Poiché l'energia di legame DC-H = 415 kJ/mol occorrerà una energia pari a  4 · 415 kJ/mol = 1660 kJ/mol.

La variazione di entalpia di una reazione è pari alla differenza tra la somma delle energie richieste per rompere i legami e l'energia richiesta per formarli:

ADVERTISEMENTS

ΔH = Σ Dlegami rotti – Dlegami formati

Tuttavia poiché i valori di D sono dati da valori medi per un certo tipo di legame presente in tutte le molecole questo calcolo fornisce una approssimazione piuttosto che il valore esatto dell'entalpia di reazione.

LEGGI ANCHE   Composti dell'ossigeno

Esercizi

  • Calcolare l'entalpia della reazione: H2(g) + Cl2(g)→ 2 HCl(g)

dati termodinamici le energie di legame sono:

H-H = 436 kJ/mol

Cl-Cl = 243 kJ/mol

H-Cl = 432 kJ/mol

ΔH = 436 kJ/mol + 243 kJ/mol – 2(432 kJ/mol) = – 185 kJ/mol

Poiché i legami presenti nei prodotti sono più forti rispetto a quelli dei reagenti la reazione rilascia più energia di quella che consuma; l'eccesso  è rilasciato sotto forma di calore e ciò implica che la reazione è esotermica

 

  • Calcolare l'entalpia della reazione: CO(g) + 2 H2(g) → CH3OH(g)

Se non sono forniti i dati termodinamici e occorre ricercarli dalle tabelle è necessario tener presente le dei reagenti e dei prodotti.

Nella molecola di CO è presente un triplo legame carbonio-ossigeno ed è quindi necessario cercare l'energia di legame corrispondente che vale 1080 kJ/mol.

L'energia di legame H-H = 436 kJ/mol

Per quanto attiene il metanolo il carbonio è legato a tre atomi di idrogeno con legame semplice e quindi andrà ricercata l'energia di legame C-H che è pari a 415 kJ/mol. Il carbonio è inoltre legato a un atomo di ossigeno tramite legame semplice e quindi andrà ricercata l'energia di legame C-O che è pari a 350 kJ/mol.

L'ossigeno è a sua volta legato a un atomo di idrogeno e l'energia di legame O-H è pari a 464 kJ/mol.

ΔH = 1080 + 2(436) – [3(415) + 350 + 464] = – 107 kJ/mol

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Tags: energia di legameentalpialegame covalentemetano

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Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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