Năng lượng liên kết và độ dài liên kết: bảng giá trị, độ bền liên kết và bài tập có đáp án Hóa 10

Q: Năng lượng liên kết là gì?

Là năng lượng cần để phá vỡ $1$ mol liên kết ở thể khí.

Q: Độ dài liên kết là gì?

Là khoảng cách giữa hai hạt nhân của hai nguyên tử liên kết.

Q: Liên kết bền hơn có năng lượng lớn hay nhỏ?

Có năng lượng liên kết lớn hơn.

Năng lượng liên kết là năng lượng cần để phá vỡ 1 mol liên kết ở thể khí, độ dài liên kết là khoảng cách giữa hai hạt nhân. Liên kết càng ngắn, năng lượng càng lớn thì càng bền. Bảng giá trị, ví dụ và bài tập có đáp án Hóa 10.

Năng lượng liên kết và độ dài liên kết: bảng giá trị, độ bền liên kết và bài tập có đáp án Hóa 10

Năng lượng liên kết là gì?

Năng lượng liên kết là năng lượng cần cung cấp để phá vỡ $1$ mol liên kết trong phân tử ở thể khí, tạo thành các nguyên tử ở thể khí; độ dài liên kết là khoảng cách giữa hai hạt nhân của hai nguyên tử liên kết. Hai đại lượng này cho biết độ bền của liên kết.

Năng lượng liên kết

Liên kết	$E_b$ (kJ/mol)	Liên kết	$E_b$ (kJ/mol)
H–H	$436$	C–H	$413$
Cl–Cl	$243$	O–H	$464$
H–Cl	$432$	C–C	$347$
H–F	$565$	C=C	$614$
O=O	$498$	C≡C	$839$
N≡N	$945$	C=O (trong $\ce{CO2}$)	$799$

Độ dài liên kết và độ bền

Với cùng cặp nguyên tử, liên kết ba ngắn hơn và bền hơn liên kết đôi, liên kết đôi ngắn hơn và bền hơn liên kết đơn. Ví dụ độ dài C–C $\approx 0{,}154$ nm, C=C $\approx 0{,}134$ nm, C≡C $\approx 0{,}120$ nm.

Ví dụ 1

Vì sao $\ce{N2}$ trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường?

Liên kết N≡N có năng lượng rất lớn ($945$ kJ/mol) nên khó bị phá vỡ.

Ví dụ 2

Sắp xếp độ bền tăng dần: HI, HBr, HCl, HF.

Từ F đến I bán kính tăng, liên kết dài hơn nên yếu đi: $\text{HI} < \text{HBr} < \text{HCl} < \text{HF}$.

Ví dụ 3

Tính năng lượng cần để phá vỡ hết liên kết trong $1$ mol $\ce{CH4}$.

Có $4$ liên kết C–H: $4 \cdot 413 = 1652$ kJ.

Xem bài: Liên kết cộng hóa trị

Ứng dụng

Năng lượng liên kết được dùng để dự đoán độ bền phân tử và tính biến thiên enthalpy của phản ứng ở các bài sau.

Những lỗi thường gặp

Bài tập thực hành

Tính năng lượng phá vỡ hết liên kết trong $2$ mol $\ce{H2}$.
Tính năng lượng cần phá vỡ các liên kết trong $1$ mol $\ce{H2O}$ (O–H $464$ kJ/mol).
Liên kết nào bền hơn: C–C hay C=C?
Sắp xếp độ bền tăng dần: $\ce{Cl2}$, $\ce{H2}$, $\ce{N2}$.
Vì sao liên kết ba ngắn hơn liên kết đơn?

Đáp án

$2 \cdot 436 = 872$ kJ.
$2 \cdot 464 = 928$ kJ.
C=C ($614$ so với $347$ kJ/mol).
$\ce{Cl2} < \ce{H2} < \ce{N2}$ ($243 < 436 < 945$).
Vì có nhiều cặp electron dùng chung hơn nên hai hạt nhân bị kéo lại gần nhau hơn.