11. Sınıf Kimya · 1. Ünite: Enerji · Kimyasal Tepkimelerde Hız
Bağ Enerjileri ve Tepkime Entalpisi
Kimyasal tepkimeler sırasında bağlar kırılır ve yeni bağlar oluşur; bu süreçlerin her birinde bir enerji değişimi yaşanır. Bu konuda ortalama bağ enerjilerini kullanarak bir tepkimenin entalpi değişimini (ΔH) hesaplamayı, bu değere bakarak tepkimenin ekzotermik mi endotermik mi olduğunu belirlemeyi ve potansiyel enerji–tepkime koordinatı grafiğini yorumlamayı öğreneceksin.
Kazanımlar
- KİM.11.1.3. Farklı tepkimelerde kırılan ve oluşan bağların enerjileri ile tepkimenin entalpi değişimi (ΔH) arasındaki matematiksel ilişkiyi keşfeder ve modeller.
- Ortalama bağ enerjisi tablosunu kullanarak bir tepkimenin ΔH değerini adım adım hesaplar.
- Hesapladığı ΔH değerinin işaretine bakarak tepkimenin ekzotermik veya endotermik olduğunu belirler ve genelleme yapar.
- Potansiyel enerji–tepkime koordinatı grafiğindeki girenlerin, ürünlerin ve aktifleşmiş kompleksin enerji seviyelerini yorumlar.
- Azot–oksijen tepkimesi örneğinde N≡N üçlü bağının yüksek enerjisini, tepkimenin endotermik doğasıyla ilişkilendirir.
Konu anlatımı
Kimyasal bağlar ve enerji
Bağ enerjisi kavramı
Bağ enerjileriyle tepkime entalpisi (ΔH) hesaplama
Çözümlü örnekler
Potansiyel enerji – tepkime koordinatı grafiği
Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları
Anahtar terimler
- Bağ enerjisi
- Gaz hâlindeki bir molekülde belirli bir kovalent bağı koparmak için gereken enerji miktarı (kJ/mol).
- Ortalama bağ enerjisi
- Aynı tür bağın farklı moleküllerdeki kırılma enerjilerinin ortalaması.
- Entalpi değişimi (ΔH)
- Bir tepkimede kırılan bağ enerjileri toplamı ile oluşan bağ enerjileri toplamı arasındaki fark.
- Ekzotermik tepkime
- ΔH < 0 olan, çevreye ısı veren tepkime; oluşan bağlar kırılandan daha güçlüdür.
- Endotermik tepkime
- ΔH > 0 olan, çevreden ısı alan tepkime; kırılan bağlar oluşandan daha güçlüdür.
- Aktivasyon enerjisi (Ea)
- Tepkimenin başlaması için aşılması gereken enerji engeli; her zaman pozitiftir.
- Aktifleşmiş kompleks
- Tepkime sırasında eski bağların kısmen koptuğu, yeni bağların kısmen oluştuğu geçici, yüksek enerjili yapı.
- Potansiyel enerji–tepkime koordinatı grafiği
- Tepkimenin ilerleyişi boyunca potansiyel enerji değişimini gösteren diyagram.
Örnek soru
Kimyasal bağ enerjisiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
- Bağ kırmak enerji gerektirir; bağ oluşturmak enerji açığa çıkarır.
- Bağ kırmak enerji açığa çıkarır; bağ oluşturmak enerji gerektirir.
- Hem bağ kırma hem bağ oluşturma enerji gerektirir.
- Bağ enerjisi yalnızca iyonik bağlar için tanımlanan bir büyüklüktür.
- Zayıf bir bağı kırmak, güçlü bir bağı kırmaktan daha fazla enerji gerektirir.
Doğru cevap: A
Çözüm
1. Bir kimyasal bağı koparmak için sisteme enerji verilmesi gerekir (endotermik süreç).
2. Yeni bir bağ oluştuğunda ise sistem daha düşük enerjili hâle geçer ve enerji açığa çıkar (ekzotermik süreç).
3. Bu nedenle A şıkkı doğrudur.
B şıkkı tam tersi olduğu için yanlıştır. "Bağ kırmak enerji verir" yanılgısı çok yaygındır; doğrusu bağ kırmak enerji gerektirir.