X H (Å) Độ dài liên kết cộng
3.2.1.2. Các dạng năng lượng Năng lượng hoá học
Năng lượng đặc trưng cho chuyển động, nó là thước đo của chuyển động. Mỗi dạng năng lượng đặc trưng cho một hình thái chuyển động. Chẳng hạn:
- Năng lượng cơ học (cơ năng) gắn liền với sự chuyển động của những khối lượng vĩ mô (gồm một số rất lớn tiểu phân).
- Năng lượng chuyển động nhiệt (nhiệt năng) gây nên bởi sự chuyển
động hỗn loạn của các nguyên tử, phân tử hay ion trong chất rắn, chất lỏng
hay chất khí. Chuyển động đó càng nhanh, năng lượng của vật thể càng lớn. - Năng lượng điện (điện năng) gây nên bởi sự chuyển động có hướng của những tiểu phân tích điện (electron, ion...).
- Năng lượng ánh sáng (quang năng) chủ yếu được phát ra từ mặt trời đến Quả đất.
- Năng lượng hoá học (hoá năng) gắn liền với sự biến đổi từ chất nọ sang chất kia.
Sự phân chia các dạng năng lượng như trên phần nào có tính quy ước vì các dạng năng lượng khơng ngừng chuyển hố lẫn nhau.
Các dạng năng lượng trên có thể là động năng (như năng lượng chuyển
động nhiệt), có thể là thế năng (như năng lượng hoá học, năng lượng hạt
nhân), có thể gồm cả thế năng và động năng (như năng lượng cơ học ...).
Động năng là năng lượng gắn liền với chuyển động của một vật hoặc
một tiểu phân so với một vật nào đó chọn làm chuẩn.
Thế năng là năng lượng mà một vật thể có được do vị trí của nó trong
trường lực hay do thành phần của nó.
Đặc điểm của hệ hố học là bao gồm một số rất lớn các tiểu phân. Năng
Chương 3 – Năng lượng hóa học
______________________________________________________________
nhau, đó là năng lượng của hệ. Năng lượng toàn phần của hệ gồm 3 thành
phần:
- Động năng của toàn bộ hệ.
- Thế năng quy định do vị trí của hệ trong trường lực ngồi. - Năng lượng dự trữ bên trong của hệ được gọi là nội năng.
Thường khi nghiên cứu một hệ hoá học, người ta chỉ xét hệ đứng yên và
khơng có tác dụng đáng kể của trường ngồi. Khi đó năng lượng toàn phần
của hệ bằng nội năng của nó. Nội năng của hệ bao gồm:
+ Động năng của các phân tử do sự chuyển động của chúng trong không gian.
+ Năng lượng tương tác giữa các tiểu phân, nghĩa là năng lượng hút và
đẩy của các tiểu phân cấu tạo nên hệ.
+ Năng lượng nội phân tử tức là năng lượng hố học. Nó bao gồm năng lượng quay của phân tử xung quanh trọng tâm của nó, năng lượng dao động của các nguyên tử và các nhóm nguyên tử trong phân tử và năng lượng electron.
+ Năng lượng hạt nhân nguyên tử.
Khi phản ứng hoá học xảy ra trong hệ thì có sự phân bố lại các electron hố trị, có sự sắp xếp lại các nguyên tử, có sự phá vỡ liên kết của các chất tham gia phản ứng và tạo thành liên kết của sản phẩm phản ứng. Cho nên sự biến đổi năng lượng trong các phản ứng hoá học chủ yếu là sự biến đổi năng lượng của các electron hoá trị tham gia vào việc tạo thành liên kết giữa các tiêủ phân. Như vậy, sự biến đổi năng lượng hoá học trong các phản ứng là sự biến đổi năng lượng của các liên kết hoá học.
Năng lượng hố học chỉ có thể chuyển thành nhiệt, công hay các dạng năng lượng khác nhờ các phản ứng hoá học.