Transcription de la vidéo
Les molécules d’hydrogène, H2, ont une liaison simple H-H. Cette liaison a une énergie de 432 kilojoules par mole. Qu’est-ce que cela signifie ?
Nous devons expliquer ce que signifie « une liaison simple hydrogène-hydrogène a une énergie de 432 kilojoules par mole ». Commençons par imaginer une molécule d’hydrogène. Voici la liaison. Et voici les atomes d’hydrogène. Une liaison chimique est une attraction durable entre des espèces à l’échelle atomique, qu’il s’agisse d’atomes, d’ions ou de molécules. Cela ne veut pas dire qu’une liaison chimique tiendra pour toujours. Si suffisamment d’énergie est injectée dans le système pour contrer l’attraction, la liaison se brisera. La rupture des liaisons nécessite donc de l’énergie. Donc, l’inverse libère de l’énergie.
Alors, que signifie dire qu’une liaison a une énergie? Eh bien, observons un diagramme d’énergie. À haute énergie, nous avons H plus H. À basse énergie, nous avons H₂. La différence entre les deux est l’énergie de liaison, la quantité avec laquelle le système est stabilisé par la liaison. Qu’en est-il à présent de l’énergie spécifique de la liaison hydrogène- hydrogène, 432 kilojoules par mole ? Il y a ici trois parties. Nous pouvons examiner le sens de chacune.
Commençons par les kilojoules. Kilo signifie 1 000. Donc kilojoules signifie 1 000 joules. Le joule est l’unité du SI de l’énergie. Il faut environ 4,2 joules pour élever la température d’un gramme d’eau d’un degré Celsius. Par mole, est une autre façon de dire par 6,02 fois 10 puissance 23 de quelque chose. C’est simplement un nombre très grand, appelé nombre d’Avogadro, qui ramène les choses de l’échelle atomique à l’échelle humaine. Donc, kilojoules par mole signifie que pour chaque mole de quelque chose, vous avez tant de kilojoules.
432 est simplement le nombre de kilojoules pour chaque mole de liaisons. Nous avons donc établi que nous avons besoin de 432 kilojoules d’énergie pour briser une mole de liaisons hydrogène- hydrogène. Pour mettre cela en contexte, 432 kilojoules augmenteraient la température de deux litres d’eau d’environ 52 degrés Celsius. Comment mettre tout cela en mots. Ce qu’on entend donc par « une simple liaison hydrogène-hydrogène a une énergie de 432 kilojoules par mole », est que nous avons besoin de 432 kilojoules d’énergie pour briser une mole de liaisons hydrogène-hydrogène.
Il est important de bien comprendre le sens du mot « simple » dans la première phrase. « Simple » fait référence au type de liaison entre l’hydrogène et l’hydrogène, et non au nombre total de liaisons hydrogène. Avec 432 kilojoules d’énergie nécessaires par liaison, si nous avions deux grammes d’hydrogène (c’est-à-dire une mole de liaisons hydrogène-hydrogène), il faudrait plus de 10 minutes pour que la totalité des liaisons soit brisée. Alors faites attention, l’énergie de liaisons est donnée par mole de liaisons, et non par liaison. Et donc encore une fois, notre réponse est : 432 kilojoules d’énergie sont nécessaires pour briser une mole de liaisons hydrogène-hydrogène.