Energie des liaisons covalentes

[ALIDAV]

Bonjour à tous,
Je suis nouveau sur le forum
j’ai tout de même une question :
On me dit que si on prend des atomes d’hydrogene et des atome d’oxygène séparés,et qu’on les fait réagir, ils vont préférer se combiner pour former des molécules d’eau plutôt que de former des molécules de dihydrogène et de molécules
de dioxygène
Et on m’explique que c’est parce que les liaisons de la molécule d’eau sont moins énergétiques que les liaisons des molécules de dioxygène et de dihydrogène
Alors comment mesurer l’énergie des liaisons covalentes, y’a t il un calcul à appliquer?
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[moco]

Bonjour,
Avant toute chose, tu aurais intérêt à donner un titre clair à ta demande. L'intituler "chimie" conviendrait à toutes les demandes sur le Forum, puisque c'est un forum de chimie.
Pour rompre une liaison chimique, il faut fournir une certaine énergie, qui se mesure, et qu'on ne calcule pas. On trouve ces valeurs dans les tables de constantes. Pour casser la liaison H-H, il faut 432 kJ/mol. Pour rompre O2, il faut 498 kJ/mol, Pour rompre 2 H2 et 1 O2, il faut fournir 864 + 498 = 1362 kJ/mol. Les tables indiquent que, pour rompre les deux liaisons de 1 molécule H2O gazeux, il faut 2 x 464 = 928 kJ/mol. Pour rompre les liaisons de 2 H2O, il faut donc 2 · 928 kJ/mol = 1856 kJ/mol. Donc la formation de 2 H2O à partir de 4 H et 2 O libère 1856 kJ/mol.
Autrement dit, pour transformer 2 H2 et 1 O2 en 2 H2O gazeux, on doit fournir 1362 kJ/mol et on en récupère 1856 kJ/mol. L'ensemble est exothermique. On récupère plus d'énergie qu'on en a fourni. On en récupère donc : 1856 - 1362 kJ/mol = 494 kJ/mol

[Kemiste]

Le titre a été changé. Merci de faire attention la prochaine fois.

[ALIDAV]

Merci de ton conseil
Mais alors vous dites que le seul et unique moyen de calculer l’énergie contenue dans les liaisons et de faire des expériences ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[ALIDAV]

Et ça veut donc dire que la liaison H-H et la liaison O-O «*consomment*»plus d’énergie (ou sont plus énergétiques ) que les deux liaisons covlentes O-H dans la molécule d’eau?

[ALIDAV]

J’ai vu sur Wikipédia un article qui semblait donner une mesure de l’énergie de liaison
C’ est dans l’article sur les liaisons covalentes...

[moco]

Bonsoir,
Oui, la liaison OH est plus facile à rompre que la liaison H-H et la liaison O=O.
Mais, si on se contente de comparer les ordre de grandeur, on voit que les liaisons H-H, O=O, et O-H ont toutes des énergies de liaisons comprises entre 400 et 500 kJ/mol. Seulement voilà, pour transformer 2 H₂ et 1 O₂ en 2 H₂O, il faut briser 3 liaisons, Mais on en forme 4. Donc on récupère plus d'énergie qu'on a dû en fournir pour briser les liaisons de H₂ et O₂.

[ALIDAV]

Mais si on vient rompre les liaisons de 2H2 et de O2 alors on vient rompre deux liaisons (une pour chaque molécule de dihydrogène) et deux pour la molécule de dioxygène pour en former quatre :
Deux liaisons O-H pour chaque molécules d’eau

[moco]

Bonjour,
L'énergie de liaison de O2 se rapporte à la séparation de O2 en deux atomes O. J'ai l'impression que tu crois qu'il y a deux liaisons entre les deux atomes O dans O2. C'est une erreur fort commune, car la théorie de Lewis conduit à dessiner la molécule O2 comme pourvue de deux liaisons O=O. Or l'expérience montre et la théorie des orbitales moléculaires explique que la molécule O2 n'est pas O=O, mais qu'elle est formée d'un biradical ·O-O·, avec un électron libre sur chaque atome O. C'est choquant, je sais, et c'est pourquoi on ne l'enseigne pas en général dans les classes secondaires, pour ne pas déconcerter les élèves.

[ALIDAV]

Si on fait le calcul on obtient:
L’énergie de 2H2 et de 1O2 fait:
2*432+498=1352Kj/mol
Pour les deux molécules d’eau :
C’est 4*l’énergie de la liaison H-O=4*464
=1856
Donc les deux molécules d’eau ont plus d’energie de liaison que les 2H2 et 1O2 et comme la nature tend à être dans l’état d’énergie le plus faible alors il y’a contradiction :
1856>1352
2H2O>2H2+1O2

[moco]

Bonsoir,
Il n'y a pas contradiction.
Fais attention à ce que tu dis ! Ce n'est pas "l'énergie de 2 H2 et 1 O2" que tu calcules et où tu trouves 1352 kJ/mol. H2 et O2 n'ont pas d'énergie en soi. Non ! Ces 1352 kJ/mol, c'est l'énergie qu'il faut fournir pour transformer ces molécules en atomes séparés, à savoir 4 H et 2 O. C'est aussi l'énergie qu'on récupérerait si on fabriquait 2 H2 et 1 O2 à partir des atomes séparés.
Il en est de même pour les 1856 kJ/mole. C'est l'énergie qu'il faut fournir pour transformer 2 H2O en atomes séparés. C'est aussi l'énergie qu'on récupèrerait si on voulait transformer 4 H et 2 O en 2 H2O.
A partir de 4 H et 2 O, on récupère 1352 kJ/mol si on les transforme en H2 et O2. Et on récupère bien plus, soit 1856 kJ/mol, si on transforme ces atomes en 2 H2O.

Si tu préfères une image, tu peux imaginer un col de montagne entre deux vallées. D'un côté du col, en A, le fond de la vallée est 1352 m plus bas. De l'autre côté, en B, le fond de la vallée est 1856 m plus bas. Si tu pars de A, à supposer qu'on ait une sorte d'ascenseur, tu devras fournir beaucoup d'énergie pour monter une charge au col. L'énergie à fournir est proportionnelle à la différence d'altitude en A et le col. Mais tu en récupères beaucoup en laissant la charge redescendre de l'autre côté. C'est une image. A c'est 2 H2+ O2. B c'est 2 H2O.

[ALIDAV]

D’accord mais si les deux atomes d’oxygène se lient, c’est pour satisfaire la règle decl’octet, donc pourquoi vous dites qu’il y a deux électrons libres
Dans ce cas là molécule d’O2 n’est pas stable

[ALIDAV]

Donc si j’ai bien compris il faut plus d’énergie pour transformer 2H2O en atomes séparés que d’énergie pour transformer 2H2 et 2O en atomes séparés.
Donc l’énergie contenue dans les liaisons des deux molécules d’eau est plus importante que l’énergie contenue dans les liaisons des deux molécules
d’H2 et de O2
Donc finalement d’après cela , oui il y’a une contradiction

[ALIDAV]

Au final il y’en a bien une

[moco]

Bonsoir,
Il n'y a pire sourd que celui qui ne veut rien entendre.
Pour transformer 2 H2 et 1 O2 en atomes, il faut briser 2 liaisons H-H, ce qui coûte 2 fois 436 kJ/mol, et il faut briser O2 en 2 O, ce qui coûte 498 kJ/mol. Total : 872 + 498 = 1370 kJ/mol
Pour transformer 2 H2O en atomes, il faut briser 4 liaisons H-O, soit fournir 4 fois 464 kJ/mol = 1856 kJ/mol
Les 2 H2O sont beaucoup plus stables que les 2 H2 et 1 O2. Donc la transformation de 2 H2 + O2 en 2 H2O dégage de la chaleur. Et pas l'inverse.

[ALIDAV]

Donc j’imagine que vendredi comme ça que l’on peut prévoir les produits d’une réaction chimique, non?

[moco]

Qu'est-ce que vendredi vient faire par là ?

[ALIDAV]

Désolé c’est une faute d’ex frappe