lunes, 4 de julio de 2011

ENERGÉTICA DE ENLACES COVALENTES

Si bien ya hemos presentado las formas polares y no polares de estos enlaces, conviene ahora estudiar el balance energético. Para empezar, digamos que 1652 kJ de energía son necesarias para romper todos los enlaces de la molécula metano, CH4, y mantener aparte los átomos participantes.

CH4(g) + 1652 kJ ------> C(g) + 4H(g) DH = 1652 kJ

Desde otro punto de vista, también podemos afirmar que 1652 kJ de energía se desprenden en la reacción de formación de Metano CH a partir de un mol de C(gas) y 4 moles de H (atómico, gas).

C(g) + 4H(g) - 1652 kJ -------> CH4(g) DH = -1652 kJ

Puesto que la molécula Metano representa 4 uniones C-H, entonces podemos tener una energía promedio de estabilización del CH4 en la forma 1652/4 [kJ/mol] = 413 por cada enlace promedio C-H en Metano

Realmente, los valores de cada C-H son algo diferentes, ya que como resulta obvio, romper el primer C-H es más fácil que romper el segundo, el tercer C-H ya es errático y así sigue, como lo demuestra la siguiente Tabla los resultados experimentales:

PROCESO ENERGÍA REQUERIDA kJ/mol
CH4(g) --> CH3(g) + H(g) 435
CH3(g) --> CH2(g) + H(g) 453
CH2(g) --> CH(g) + H(g) 425
CH(g) --> C(g) + H(g) 339
TOTAL 1652
PROMEDIO 1652/4 = 413

La siguiente Tabla muestra los valores de las energías de enlace, en kJ/mol (1 kcal = 4.184 kJ), donde se ha determinado lo que corresponde a cada enlace en diversas moléculas y luego se ha tomado el promedio para c/u y vemos que en la práctica, todos son diferentes. Los dobles, triples, son más fuertes en cuanto a la energía necesaria para romperlos.

ENERGÍA DE ENLACE PROMEDIO, kJ/mol
H - H 432
H - F 839
H - Cl 427
H - Br 363
H - I 295
C - H 413
C - C 347
C - N 305
C - O 358
C - F 485
C - Cl 339
C - Br 276
C - I 240
C - S 259
Cl - Br 218
N - H 391
N - N 160
N - F 272
N - Cl 200
N - Br 243
N - 0 201
O - H 467
O - O 146
O - F 190
O - Cl 203
O - I 234
F - F 154
F - Cl 253
F - Br 237
Cl - Cl 239
Br - Br 193
I - I 149
I - Cl 208
I - Br 175
S - H 347
S - F 327
S - Cl 252
S - Br 218
S - S 266
Si - Si 340
Si - H 393
Si - C 360
Si - O 452
C = C 614
C º C 839
O = O 495
C = O 799
C º O 1072
N = O 607
N = N 418
N º N 941
C º N 891
C = N 615

También existe una relación entre la longitud de enlace, el tipo de enlace y la energía de enlace, como se muestra a continuación. Se cumple que en la medida que el número de electrones compartidos aumenta, la longitud del enlace se acorta y la energía de enlace aumenta.

LONGITUDES DE ALGUNOS ENLACES
Enlace Tipo de
Enlace
Longitud
(pm)
Energía de
Enlace (kJ/mol)
C - C simple 154 347
C = C doble 134 614
C º C triple 120 839
C - O simple 143 358
C = O doble 123 799
C - N simple 143 305
C = N doble 138 615
C º N triple 116 891

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