Ορισμός Ενέργειας Διαχωρισμού Ομολόγων

Η ενέργεια αποσύνδεσης ομολόγων ορίζεται ως το ποσό των ενέργεια που απαιτείται για την ομολυτική θραύση μιας χημικής ουσίας δεσμός. Ένα ομολυτικό κάταγμα παράγει συνήθως ριζικά είδη. Συντομογραφία για αυτήν την ενέργεια είναι BDE, ρε₀, ή DH °. Η ενέργεια διαχωρισμού των δεσμών χρησιμοποιείται συχνά ως μέτρο της αντοχής ενός χημικού δεσμού και για τη σύγκριση διαφορετικών δεσμών. Σημειώστε ότι η αλλαγή ενθαλπίας εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Τυπικές μονάδες ενέργειας διαχωρισμού δεσμών είναι kJ / mol ή kcal / mol. Η ενέργεια διαχωρισμού των δεσμών μπορεί να μετρηθεί πειραματικά χρησιμοποιώντας φασματομετρία, θερμιδομετρίακαι ηλεκτροχημικές μεθόδους.

Βασικές επιλογές: Ενέργεια διάσπασης ομολόγων

Η ενέργεια διαχωρισμού των δεσμών είναι ίση με την ενέργεια του δεσμού για διατομικά μόρια. Αυτό συμβαίνει επειδή η ενέργεια διαχωρισμού δεσμών είναι η ενέργεια ενός μόνο χημικού δεσμού, ενώ η ενέργεια δεσμού είναι η μέση τιμή για όλες τις ενέργειες αποσύνδεσης των δεσμών όλων των δεσμών ενός συγκεκριμένου τύπου μέσα σε ένα μόριο.

Για παράδειγμα, σκεφτείτε να απομακρύνετε διαδοχικά άτομα υδρογόνου από ένα μόριο μεθανίου. Η πρώτη ενέργεια διαχωρισμού δεσμού είναι 105 kcal / mol, η δεύτερη είναι 110 kcal / mol, η τρίτη είναι 101 kcal / mol, και η τελική είναι 81 kcal / mol. Έτσι, η ενέργεια του δεσμού είναι ο μέσος όρος των ενεργειών διάστασης του δεσμού, ή 99 kcal / mol. Στην πραγματικότητα, η ενέργεια του δεσμού δεν ισούται με την ενέργεια διαχωρισμού των δεσμών για οποιονδήποτε από τους δεσμούς C-H στο μόριο του μεθανίου!

Από την ενέργεια διαχωρισμού των δεσμών, είναι δυνατόν να προσδιοριστεί ποιοι χημικοί δεσμοί είναι οι ισχυρότεροι και ποιοι είναι οι πιο αδύναμοι. Ο ισχυρότερος χημικός δεσμός είναι ο δεσμός Si-F. Η ενέργεια διαχωρισμού δεσμού για το F3Si-F είναι 166 kcal / mol, ενώ η ενέργεια διαχωρισμού του δεσμού για H₃Το Si-F είναι 152 kcal / mol. Ο λόγος που ο δεσμός Si-F πιστεύεται ότι είναι τόσο ισχυρός είναι επειδή υπάρχει ένα σημαντικό ηλεκτροαρνητικότητα διαφορά μεταξύ των δύο ατόμων.

Ο δεσμός άνθρακα-άνθρακα σε ακετυλένιο έχει επίσης υψηλή ενέργεια διαχωρισμού δεσμών 160 kcal / mol. Ο ισχυρότερος δεσμός σε ουδέτερη ένωση είναι 257 kcal / mol σε μονοξείδιο του άνθρακα.

Δεν υπάρχει καμία πιο αδύναμη ενέργεια διαχωρισμού δεσμών, επειδή οι αδύναμοι ομοιοπολικοί δεσμοί έχουν πράγματι ενέργεια συγκρίσιμη με εκείνη του διαμοριακές δυνάμεις. Γενικά, οι πιο αδύναμοι χημικοί δεσμοί είναι εκείνοι μεταξύ ευγενών αερίων και μεταβατικών θραυσμάτων μετάλλου. Η μικρότερη ενέργεια διαχωρισμού δεσμών μετράται μεταξύ ατόμων στο διμερές ηλίου, He₂. Το dimer συγκρατείται από το δύναμη van der Waals και έχει ενέργεια διαχωρισμού δεσμού 0,021 kcal / mol.

Μερικές φορές οι όροι "ενέργεια διαχωρισμού δεσμών" και "ενθαλπία διάστασης δεσμού" χρησιμοποιούνται εναλλακτικά. Ωστόσο, τα δύο δεν είναι απαραίτητα τα ίδια. Η ενέργεια διαχωρισμού των δεσμών είναι η αλλαγή ενθαλπίας στα 0 K. Η ενθαλπία διαχωρισμού δεσμών, μερικές φορές απλά ονομάζεται ενθαλπία δεσμού, είναι η αλλαγή ενθαλπίας στα 298 K.

Η ενέργεια διαχωρισμού των δεσμών προτιμάται για θεωρητική εργασία, μοντέλα και υπολογισμούς. Η ενθαλπία Bond χρησιμοποιείται για τη θερμοχημεία. Σημειώστε ότι τις περισσότερες φορές οι τιμές στις δύο θερμοκρασίες δεν διαφέρουν σημαντικά. Έτσι, παρόλο που η ενθαλπία εξαρτάται από τις θερμοκρασίες, η παράβλεψη του αποτελέσματος συνήθως δεν έχει μεγάλο αντίκτυπο στους υπολογισμούς.

Ο ορισμός της ενέργειας διαχωρισμού δεσμών είναι για ομολυτικά σπασμένους δεσμούς. Αυτό αναφέρεται σε μια συμμετρική ρήξη ενός χημικού δεσμού. Ωστόσο, οι δεσμοί μπορούν να σπάσουν ασύμμετρα ή ετερόλυτα. Στην αέρια φάση, η ενέργεια που απελευθερώνεται για ετερόλυτο διάλειμμα είναι μεγαλύτερη από ό, τι για την ομολύση. Εάν υπάρχει διαλύτης, η ενεργειακή τιμή μειώνεται δραματικά.

• Blanksby, S.J.; Ellison, G.B. (Απρίλιος 2003). "Ενέργειες αποσύνδεσης οργανικών μορίων". Λογαριασμοί Χημικής Έρευνας. 36 (4): 255–63. doi:10.1021 / ar020230d
• IUPAC, Compendium of Chemical Ορολογία, 2η έκδοση. (το "Χρυσό Βιβλίο") (1997).
• Gillespie, Ronald J. (Ιούλιος 1998). "Ομοιοπολικά και Ιονικά Μόρια: Γιατί είναι BeF₂ και AlF₃ Στερεά σημείου τήξεως ενώ το BF₃ και SiF₄ Είναι αέρια; ". Περιοδικό Χημικής Εκπαίδευσης. 75 (7): 923. doi:10.1021 / ed075p923
• Kalescky, Robert; Κράκα, Έλφι; Cremer, Dieter (2013). "Προσδιορισμός των ισχυρότερων δεσμών στη χημεία". Το Περιοδικό Φυσικής Χημείας Α. 117 (36): 8981–8995. doi:10.1021 / jp406200w
• Luo, Y.R. (2007). Πλήρες εγχειρίδιο ενεργειακών χημικών δεσμών. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-8493-7366-4.