Bond-dissocieringsenergi definieras som mängden energi vilket krävs för att homolytiskt spräcka en kemikalie obligation. En homolytisk fraktur producerar vanligtvis radikala arter. Kortfattad notation för denna energi är BDE, D0, eller DH °. Bond-dissocieringsenergi används ofta som ett mått på styrkan hos en kemisk bindning och för att jämföra olika bindningar. Observera att entalpinförändringen är temperaturberoende. Typiska enheter för bindningsdissocieringsenergi är kJ / mol eller kcal / mol. Bond-dissocieringsenergi kan mätas experimentellt med användning av spektrometri, kalorimetrioch elektrokemiska metoder.
Key Takeaways: Bond Dissociation Energy
- Bond-dissocieringsenergi är den energi som krävs för att bryta en kemisk bindning.
- Det är ett sätt att kvantifiera styrkan hos en kemisk bindning.
- Bond-dissocieringsenergi är lika med bindningsenergi endast för diatomiska molekyler.
- Den starkaste bindningsdissocieringsenergin är för Si-F-bindningen. Den svagaste energin är för en kovalent bindning och är jämförbar med styrkan hos intermolekylära krafter.
Bond Dissociation Energy kontra Bond Energy
Bond-dissocieringsenergi är bara lika med bondenergin för diatomiska molekyler. Detta beror på att bindningsdissocieringsenergin är energin i en enda kemisk bindning, medan bindningsenergi är medelvärdet för alla bindningsdissocieringsenergier för alla bindningar av en viss typ inom a molekyl.
Överväga till exempel att ta bort successiva väteatomer från en metanmolekyl. Den första bindningsdissocieringsenergin är 105 kcal / mol, den andra är 110 kcal / mol, den tredje är 101 kcal / mol, och den slutliga är 81 kcal / mol. Så, bindningsenergin är medelvärdet av bindningsdissocieringsenergierna, eller 99 kcal / mol. I själva verket är bondenergin inte lika med bindningsdissocieringsenergin för någon av C-H-bindningarna i metanmolekylen!
De starkaste och svagaste kemiska obligationerna
Från bindningsdissocieringsenergi är det möjligt att bestämma vilka kemiska bindningar som är starkast och vilka som är svagast. Den starkaste kemiska bindningen är Si-F-bindningen. Bonddissocieringsenergin för F3Si-F är 166 kcal / mol, medan bindningsdissocieringsenergin för H3Si-F är 152 kcal / mol. Anledningen till att Si-F-bindningen tros vara så stark beror på att det finns en betydande elektronnegativitet skillnaden mellan de två atomerna.
Kol-kol-bindningen i acetylen har också en högbindningsdissocieringsenergi på 160 kcal / mol. Den starkaste bindningen i en neutral förening är 257 kcal / mol kolmonoxid.
Det finns ingen särskild svagaste bindningsdissocieringsenergi eftersom svaga kovalenta bindningar faktiskt har energi som är jämförbar med den intermolekylära krafter. Generellt sett är de svagaste kemiska bindningarna de mellan ädla gaser och övergångsmetallfragment. Den minsta uppmätta bindningsdissocieringsenergin är mellan atomer i helium dimer, He2. Dimeren hålls samman av van der Waals styrka och har en bindningsdissocieringsenergi av 0,021 kcal / mol.
Bond Dissociation Energy kontra Bond Dissociation Enthalpy
Ibland används termerna "bond dissociation energy" och "bond dissociation enthalpy" omväxlande. De två är emellertid inte nödvändigtvis desamma. Bonddissocieringsenergin är entalpinförändringen vid 0 K. Bond-dissocieringsentalpin, ibland helt enkelt kallad bindingsentalpi, är entalpinförändringen vid 298 K.
Obligationsdissocieringsenergi föredras för teoretiskt arbete, modeller och beräkningar. Bond entalpi används för termokemi. Observera att värdena vid de två temperaturerna oftast inte skiljer sig väsentligt. Så även om entalpin beror på temperaturer har ignorerande effekter vanligtvis inte någon stor inverkan på beräkningarna.
Homolytisk och heterolytisk dissociation
Definitionen av bindningsdissocieringsenergi är för homolytiskt brutna bindningar. Detta hänvisar till ett symmetriskt brott i en kemisk bindning. Emellertid kan bindningar bryta asymmetriskt eller heterolytiskt. I gasfasen är energin som frigörs för en heterolytisk paus större än för homolys. Om ett lösningsmedel finns, sjunker energivärdet dramatiskt.
källor
- Blanksby, S.J.; Ellison, G.B. (April 2003). "Bond-dissocieringsenergier från organiska molekyler". Konton för kemisk forskning. 36 (4): 255–63. doi:10,1021 / ar020230d
- IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2: a upplagan. ("Guldboken") (1997).
- Gillespie, Ronald J. (Juli 1998). "Kovalenta och joniska molekyler: Varför är BeF2 och AlF3 Fast material med hög smältpunkt medan BF3 och SiF4 Är gaser? ". Journal of Chemical Education. 75 (7): 923. doi:10,1021 / ed075p923
- Kalescky, Robert; Kraka, Elfi; Cremer, Dieter (2013). "Identifiering av de starkaste obligationerna inom kemi". Journal of Physical Chemistry A. 117 (36): 8981–8995. doi:10,1021 / jp406200w
- Luo, Y.R. (2007). Omfattande handbok med kemiska bindningsenergier. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-8493-7366-4.