אנרגית קשר
תוכן עניינים
אנרגית קשר
הגדרה
אנרגית קשר- האנרגיה שיש להשקיע על מנת לפרק את הקשר בין שני אטומים (או: האנרגיה שנפלטת בהתהוות הקשר בין שני אטומים) היא מהווה מדד לחוזק הקשר.
ביצירת קשר כימי יש חפיפת בין אורביטלי האלקטרונים המשתתפים ביצירת הקשר. ככל שאזור החפיפה גדול יותר - הקשר חזק יותר.
קשר שבו חפיפת האורביטלים היא על קו ישר העובר דרך מרכזי הגרעינים הוא קשר סיגמה קשר בו חפיפת האורביטלים היא מעל ומתחת לקו ישר המחבר את גרעיני האטומים בינהם נוצר הקשר, הוא קשר פי. לקשרים מסוג סיגמה אנרגיית קשר גבוהה יותר מאשר לקשרים מסוג פי.
אם אלקטרוני הערכיות נמצאים על אורביטלים s ו-p , צורתם המרחבית של אורביטלים משתנה ונוצרים אורביטלים היברידיים.
מבחינת אנרגיית קשר אורביטלים היברידיים עדיפים כיוון שאזור החפיפה ביניהם גדול יותר והקשר שנוצר הוא חזק יותר.
הגורמים המשפיעים על חוזק קשר קוולנטי
א. ככל שרדיוס האטומים גדול יותר מרחק בין זוג אלקטרוני הקשר לגרעינים גדל, אורך הקשר גדל כוחות המשיכה בין זוג אלקטרוני הקשר לגרעינים קטנים (על פי חוק קולון) לכן האנרגיה שיש להשקיע בפירוק הקשר קטנה יותר (אנרגית קשר נמוכה יותר)
ב. I. בקשר קוטבי לעומת טהור. בנוסף לכוחות המשיכה בין זוג אלקטרוני הקשר לגרעינים יש כוחות משיכה בין המטענים החלקיים המנוגדים לכן סך כוחות המשיכה גדול יותר לכן האנרגיה הנדרשת לפירוק הקשר הקוטבי גדולה יותר
II. ככל שקוטביות הקשר גדולה יותר (הפרש גדול יותר בערכי האלקטרו שליליות)
כוחות המשיכה בין המטענים החלקיים המנוגדים גדולים יותר (על פי חוק קולון)
לכן האנרגיה שיש להשקיע בפירוק הקשר גדולה יותר (אנרגית קשר גבוה יותר)
ג. ככל שיש יותר זוגות אלקטרונים קושרים (יחיד לעומת כפול לעומת משולש) כוחות המשיכה בין אלקטרוני הקשר לגרעינים גדלים (חוק קולון) לכן האנרגיה הנדרשת לפירוק הקשר גדולה יותר (אנרגית קשר גבוה יותר)
ד. דחייה בין אלקטרונים לא קושרים: האלקטרונים הלא קושרים דוחים זה את זה ועל כן גורמים להתרחקות הגרעינים, הגדלת אורך הקשר ולהקטנת אנרגיית הקשר.
קיימים גורמים נוספים שלא נדון בהם במסגרת זו.
דוגמאות לגורמים השונים
א. השפעת הרדיוס של האטומים על אנרגית הקשר:
אנרגית הקשר Cl-Cl היא 242 קילוגאול למול אנרגית הקשר Br-Br היא 193 קילוגאול למול
ההסבר- אטום הברום גדול יותר מאשר אטום הכלור, בגלל שיש לו יותר רמות אנרגיה
לכן מרחק בין זוג אלקטרוני הקשר לגרעינים גדול יותר בקשר Br-Br
לכן כוחות המשיכה בין זוג אלקטרוני הקשר לגרעינים קטנים יותר
לכן האנרגיה הנדרשת בפירוק הקשר קטנה יותר
ב. השפעת קשר קוטבי לעומת טהור על אנרגית הקשר:
אנרגית הקשר N-N היא 163 קילוגאול למול אנרגית הקשר C-N היא 286 קילוגאול למול
ההסבר- רדיוס אטום הפחמן ואטום החנקן דומה.
ההבדל באנרגית הקשר נובע מהבדל בקוטביות.
הקשר N-C הוא קשר קוולנטי קוטבי והקשר N-N הוא קשר קוולנטי טהור.
בקשר קוטבי בנוסף לכוחות המשיכה בין זוג אלקטרוני הקשר לגרעינים יש כוחות משיכה בין הדו קטבים המנוגדים
לכן פועלים יותר כוחות משיכה
לכן האנרגיה הנדרשת בפירוק הקשר גדולה יותר
ג. השפעת מידת הקוטביות על אנרגית הקשר
אנרגית הקשר C-N היא 286 קילוגאול למול אנרגית הקשר C-O היא 358 קילוגאול למול
ההסבר- הקשר C-O קוטבי יותר
ככל שהקשר קוטבי יותר, זא הפרש גדול יותר בערכי האלקטרושליליות
המטענים החלקיים על הקטבים גדולים יותר
כוחות המשיכה בין המטענים החלקיים המנוגדים גדולים יותר
לכן אנרגית הקשר גבוה יותר
היבטים פדגוגיים
המשימה כוללת רצף הוראה להוראה ותרגול של הגורמים המשפיעים על אנרגיית הקשר הקוולנטי. כמו כן במשימה הרחבה והעשרה, לתלמידים חזקים ומתעניינים. העשרה המתייחסת לגורמים המשפיעים על אנרגיית הקשר, שאינם נכללים בתוכנית הלימודים.
קישורים חיצוניים
פתח את האתר והתבונן בטבלה. האם יש קשר בין ערכי אורך הקשר וערכי אנרגית הקשר. אם כן , הסבר את הקשר ביניהם
