Bond Dissociation Energy Definition

Bindingsdissociatie-energie wordt gedefinieerd als de hoeveelheid energie die nodig is om een ​​chemische binding homolytisch te breken. Een homolytische fractuur produceert meestal radicale soorten. Steno-notatie voor deze energie is BDE, D₀, of DH °. Bond-dissociatie-energie wordt vaak gebruikt als een maat voor de sterkte van een chemische binding en om verschillende bindingen te vergelijken. Merk op dat de enthalpieverandering temperatuurafhankelijk is. Typische eenheden van dissociatie-energie van bindingen zijn kJ / mol of kcal / mol. Bindingsdissociatie-energie kan experimenteel worden gemeten met behulp van spectrometrie, calorimetrie en elektrochemische methoden.

Belangrijkste afhaalrestaurants: Bond Dissociation Energy

• Bond-dissociatie-energie is de energie die nodig is om een ​​chemische binding te verbreken.
• Het is een manier om de sterkte van een chemische binding te kwantificeren.
• Bindingsdissociatie-energie is gelijk aan bindingsenergie alleen voor diatomeeënmoleculen.
• De sterkste dissociatie-energie voor de binding is voor de Si-F-binding. De zwakste energie is voor een covalente binding en is vergelijkbaar met de sterkte van intermoleculaire krachten.

Bond Dissociation Energy versus Bond Energy

Bindingsdissociatie-energie is alleen gelijk aan bindingsenergie voor diatomaire moleculen. Dit komt omdat de bindingsdissociatie-energie de energie is van een enkele chemische binding, terwijl bindingsenergie de gemiddelde waarde is voor alle bindingsdissociatie-energieën van alle bindingen van een bepaald type binnen een molecuul.

Overweeg bijvoorbeeld het verwijderen van opeenvolgende waterstofatomen uit een methaanmolecuul. De eerste bindingsdissociatie-energie is 105 kcal / mol, de tweede is 110 kcal / mol, de derde is 101 kcal / mol en de laatste is 81 kcal / mol. De bindingsenergie is dus het gemiddelde van de bindingsdissociatie-energieën, of 99 kcal / mol. In feite is de bindingsenergie niet gelijk aan de bindingsdissociatie-energie voor een van de C-H-bindingen in het methaanmolecuul!

De sterkste en zwakste chemische banden

Met behulp van bindingsdissociatie-energie is het mogelijk om te bepalen welke chemische bindingen het sterkst en welke het zwakst zijn. De sterkste chemische binding is de Si-F-binding. De bindingsdissociatie-energie voor F3Si-F is 166 kcal / mol, terwijl de bindingsdissociatie-energie voor H₃Si-F is 152 kcal / mol. De reden waarom de Si-F-binding zo sterk wordt geacht, is omdat er een significant verschil in elektronegativiteit is tussen de twee atomen.

De koolstof-koolstofbinding in acetyleen heeft ook een hoge bindingsdissociatie-energie van 160 kcal / mol. De sterkste binding in een neutrale verbinding is 257 kcal / mol in koolmonoxide.

Er is geen specifieke zwakste dissociatie-energie omdat zwakke covalente bindingen in feite energie hebben die vergelijkbaar is met die van intermoleculaire krachten. Over het algemeen zijn de zwakste chemische bindingen die tussen edelgassen en overgangsmetaalfragmenten. De kleinste gemeten dissociatie-energie is tussen atomen in het heliumdimeer, He₂. Het dimeer wordt bij elkaar gehouden door de van der Waals-kracht en heeft een bindingsdissociatie-energie van 0,021 kcal / mol.

Bond Dissociation Energy Versus Bond Dissociation Enthalpy

Soms worden de termen "bindingsdissociatie-energie" en "bindingsdissociatie-enthalpie" door elkaar gebruikt. De twee zijn echter niet noodzakelijk hetzelfde. De bindingsdissociatie-energie is de enthalpieverandering bij 0 K. De bindingsdissociatie-enthalpie, soms eenvoudig bondenthalpie genoemd, is de enthalpieverandering bij 298 K.

Bond-dissociatie-energie heeft de voorkeur voor theoretisch werk, modellen en berekeningen. Bindingsenthalpie wordt gebruikt voor thermochemie. Merk op dat de waarden bij de twee temperaturen meestal niet significant verschillen. Dus hoewel enthalpie afhankelijk is van temperaturen, heeft het negeren van het effect meestal geen grote invloed op berekeningen.

Homolytische en heterolytische dissociatie

De definitie van bindingsdissociatie-energie is voor homolytisch gebroken bindingen. Dit verwijst naar een symmetrische breuk in een chemische binding. Bindingen kunnen echter asymmetrisch of heterolytisch breken. In de gasfase is de energie die vrijkomt voor een heterolytische breuk groter dan voor homolyse. Als er een oplosmiddel aanwezig is, daalt de energiewaarde dramatisch.

bronnen

• Blanksby, S.J .; Ellison, G.B. (April 2003). "Bindingsdissociatie-energieën van organische moleculen". Accounts of Chemical Research. 36 (4): 255-63. doi: 10,1021 / ar020230d
• IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (het "Gouden Boek") (1997).
• Gillespie, Ronald J. (juli 1998). "Covalente en ionische moleculen: waarom zijn BeF₂ en AlF₃ Hoog smeltpunt vaste stoffen, terwijl BF₃ en SiF₄ Zijn gassen? ". Journal of Chemical Education. 75 (7): 923. doi: 10.1021 / ed075p923
• Kalescky, Robert; Kraka, Elfi; Cremer, Dieter (2013). "Identificatie van de sterkste obligaties in de chemie". The Journal of Physical Chemistry A. 117 (36): 8981-8995. Doi: 10,1021 / jp406200w
• Luo, Y.R. (2007). Uitgebreid handboek van chemische bindingsenergieën. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-8493-7366-4.