Πώς σχετίζεται η αποθηκευμένη χημική ενέργεια με δεσμούς;
1. Τα ομόλογα αποθηκεύουν ενέργεια:
* Οι χημικοί δεσμοί σχηματίζονται όταν τα άτομα μοιράζονται ή μεταφέρονται ηλεκτρόνια. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει ενέργεια, δημιουργώντας μια σταθερή, χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση.
* Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια του σχηματισμού ομολόγων αποθηκεύεται μέσα στον ίδιο τον δεσμό. Αυτή η αποθηκευμένη ενέργεια ονομάζεται Bond Energy .
2. Το σπάσιμο των δεσμών απαιτεί ενέργεια:
* Για να σπάσει ένας δεσμός, πρέπει να προστεθεί ενέργεια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το σπάσιμο του δεσμού διαταράσσει τη σταθερή, χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση του μορίου.
* Η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να σπάσει ένας δεσμός είναι ίση με την ενέργεια των δεσμών.
3. Χημικές αντιδράσεις:
* Οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν το σπάσιμο και το σχηματισμό χημικών δεσμών.
* Εάν η ενέργεια που απελευθερώνεται με σχηματισμό νέων δεσμών είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει υπάρχοντες δεσμούς, η αντίδραση απελευθερώνει ενέργεια και είναι εξωθερμική .
* Εάν η ενέργεια που απαιτείται για τη διάσπαση των δεσμών είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απελευθερώνεται με σχηματισμό νέων δεσμών, η αντίδραση απαιτεί ενέργεια για να προχωρήσει και είναι endothermic .
Παραδείγματα:
* καύση ξύλου: Οι δεσμοί σε μόρια ξύλου αποθηκεύουν χημική ενέργεια. Όταν καίτε ξύλο, οι δεσμοί σπάνε, απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή θερμότητας και φωτός.
* φωτοσύνθεση: Τα φυτά χρησιμοποιούν ενέργεια του ηλιακού φωτός για να σπάσουν τους δεσμούς σε μόρια νερού και διοξειδίου του άνθρακα, σχηματίζοντας γλυκόζη (ζάχαρη) και οξυγόνο. Αυτή η διαδικασία αποθηκεύει ενέργεια στους δεσμούς της γλυκόζης.
* Κυτταρική αναπνοή: Τα σώματά μας διασπούν τα μόρια γλυκόζης, απελευθερώνοντας την αποθηκευμένη χημική ενέργεια για να τροφοδοτήσουν τα κύτταρα μας. Αυτή η απελευθέρωση ενέργειας συμβαίνει μέσω του σπάσματος και του σχηματισμού δεσμών.
Βασικές έννοιες:
* Υψηλότερη ενέργεια δεσμού: Οι ισχυρότεροι δεσμοί αποθηκεύουν περισσότερη ενέργεια.
* Τύποι ομολόγων: Διαφορετικοί τύποι δεσμών (ομοιοπολικοί, ιοντικοί κ.λπ.) έχουν διαφορετικές ενέργειες δεσμών.
* Αποθηκευμένος εναντίον απελευθερωμένης ενέργειας: Η χημική ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί σε δεσμούς ή να απελευθερωθεί κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων.
Στην ουσία, η αποθηκευμένη χημική ενέργεια είναι συνέπεια της ενέργειας που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια του σχηματισμού δεσμών και αντιπροσωπεύει τη δυνατότητα απελευθέρωσης ενέργειας όταν οι δεσμοί αυτοί είναι σπασμένοι. Είναι μια ζωτική έννοια για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο μεταφέρεται και χρησιμοποιείται η ενέργεια σε χημικές διεργασίες.
