L'énergie de liaison
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- Associer qualitativement l’énergie d’une liaison entre deux atomes à l’énergie nécessaire pour rompre cette liaison.
- Calculer l’énergie de dissociation d’une molécule.
- L’énergie de liaison entre deux atomes A et B est l’énergie qu’il faut fournir à la molécule pour rompre la liaison de valence entre A et B.
- L’énergie de liaison dépend des atomes qui sont présents.
- On peut considérer que l’énergie de dissociation d’une molécule est la somme des énergies de toutes les liaisons dans la molécule.
- La liaison covalente
- Le symbole des principaux atomes
- L’écriture scientifique
On considère une molécule diatomique A–B.
En formant la molécule A–B, les atomes A et B se sont stabilisés.
Les atomes A et B se retrouvent alors indépendants.
Cette énergie de liaison correspond également à l’énergie dégagée lors de la formation de la liaison.
La valeur de cette énergie de liaison dépend des atomes liés.
- L’énergie de liaison de la molécule H–H vaut 7,24 × 10−19 J.
- L’énergie de liaison de la molécule Cl–Cl vaut 4,04 × 10−19 J.
- L’énergie de liaison de la molécule H–Cl vaut 7,18 × 10−19 J.
Il faut donc fournir plus d’énergie pour rompre la liaison H–H que rompre la liaison Cl–Cl ou H–Cl.
Une même liaison entre deux atomes se trouve souvent dans des molécules différentes.
La liaison C–H se trouve par exemple dans les molécules suivantes.
Dans ces molécules, les liaisons C–H ne sont pas entourées des mêmes atomes. Les énergies de liaisons pour dissocier les atomes C et H seront un peu différentes en fonction de la molécule dans laquelle ils se trouvent.
L’énergie de liaison C–H donnée dans les énoncés et ouvrages est donc une valeur moyenne.
- C–H : 6,8 × 10−19 J
- C–C : 5,8 × 10−19 J
- C=C : 10,2 × 10−19 J
- C–O : 5,9 × 10−19 J
- O–H : 7,7 × 10−19 J
Cette somme des énergies est l’énergie nécessaire pour rompre toutes les liaisons de la molécule.
- Le méthane CH4 est
constitué de 4 liaisons
simples C–H.
L’énergie pour rompre toutes les liaisons de la molécule de méthane est donc :
E = 4 × 6,8 × 10−19
E = 2,72 × 10−18 J -
L’éthénol C2H4O
est constitué de 3 liaisons
simples C–H,
d’une liaison double C=C,
d’une liaison simple C–O et d’une liaison
simple O–H.
L’énergie pour rompre toutes les liaisons de la molécule d’éthénol est donc : E = 3 × 6,8 × 10−19 + 10,2 × 10−19 + 5,9 × 10−19 + 7,7 × 10−19
E = (3 × 6,8 + 10,2 + 5,9 + 7,7) × 10−19
E = 44,2 × 10−19
E = 4,42 × 10−18 J
Plus l’énergie pour rompre toutes les liaisons d’une molécule est grande, plus la molécule est stable.
La valeur de l’énergie de liaison d’une liaison double n’est toutefois pas égale au double de la valeur de l’énergie de liaison d’une liaison simple : cette valeur est inférieure à son double (ou triple).
Dans le tableau précédent, on constate que l’énergie de la double liaison C=C n’est pas le double de l’énergie de la liaison C–C : 10,2 × 10−19 J < 2 × 5,8 × 10−19 J.
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