Definition der Bindungsdissoziationsenergie

Bindungsdissoziationsenergie ist definiert als die Energiemenge, die benötigt wird, um eine chemische Bindung homolytisch aufzubrechen. Bei einem homolytischen Bruch entstehen in der Regel radikalische Spezies. Die Kurzschreibweise für diese Energie ist BDE, D₀, oder DH °. Die Bindungsdissoziationsenergie wird häufig als Maß für die Stärke einer chemischen Bindung und zum Vergleich verschiedener Bindungen verwendet. Beachten Sie, dass die Enthalpieänderung temperaturabhängig ist. Typische Einheiten der Bindungsdissoziationsenergie sind kJ / mol oder kcal / mol. Die Bindungsdissoziationsenergie kann experimentell unter Verwendung von Spektrometrie, Kalorimetrie und elektrochemischen Methoden gemessen werden.

Wichtige Erkenntnisse: Bindungsdissoziationsenergie

• Bindungsdissoziationsenergie ist die Energie, die zum Aufbrechen einer chemischen Bindung erforderlich ist.
• Es ist ein Mittel zur Quantifizierung der Stärke einer chemischen Bindung.
• Die Bindungsdissoziationsenergie entspricht der Bindungsenergie nur für zweiatomige Moleküle.
• Die stärkste Bindungsdissoziationsenergie ist für die Si-F-Bindung. Die schwächste Energie ist für eine kovalente Bindung und ist vergleichbar mit der Stärke intermolekularer Kräfte.

Bindungsdissoziationsenergie versus Bindungsenergie

Bindungsdissoziationsenergie ist nur gleich Bindungsenergie für zweiatomige Moleküle. Dies liegt daran, dass die Bindungsdissoziationsenergie die Energie einer einzelnen chemischen Bindung ist, während die Bindungsenergie der Durchschnittswert für alle Bindungsdissoziationsenergien aller Bindungen eines bestimmten Typs innerhalb eines Moleküls ist.

Ziehen Sie zum Beispiel in Betracht, aufeinanderfolgende Wasserstoffatome aus einem Methanmolekül zu entfernen. Die erste Bindungsdissoziationsenergie beträgt 105 kcal / mol, die zweite 110 kcal / mol, die dritte 101 kcal / mol und die letzte 81 kcal / mol. Die Bindungsenergie ist also der Durchschnitt der Bindungsdissoziationsenergien oder 99 kcal / mol. Tatsächlich entspricht die Bindungsenergie nicht der Bindungsdissoziationsenergie für eine der CH-Bindungen im Methanmolekül!

Die stärksten und schwächsten chemischen Bindungen

Anhand der Bindungsdissoziationsenergie kann bestimmt werden, welche chemischen Bindungen am stärksten und welche am schwächsten sind. Die stärkste chemische Bindung ist die Si-F-Bindung. Die Bindungsdissoziationsenergie für F3Si-F beträgt 166 kcal / mol, während die Bindungsdissoziationsenergie für H beträgt₃Si-F beträgt 152 kcal / mol. Der Grund, warum angenommen wird, dass die Si-F-Bindung so stark ist, ist der, dass zwischen den beiden Atomen ein signifikanter Elektronegativitätsunterschied besteht.

Die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung in Acetylen weist auch eine hohe Bindungsdissoziationsenergie von 160 kcal / mol auf. Die stärkste Bindung in einer neutralen Verbindung ist 257 kcal / mol in Kohlenmonoxid.

Es gibt keine besonders schwache Bindungsdissoziationsenergie, da schwache kovalente Bindungen tatsächlich eine Energie haben, die mit der von intermolekularen Kräften vergleichbar ist. Im Allgemeinen sind die schwächsten chemischen Bindungen die zwischen Edelgasen und Übergangsmetallfragmenten. Die kleinste gemessene Bindungsdissoziationsenergie besteht zwischen Atomen im Heliumdimer He₂. Das Dimer wird durch die Van-der-Waals-Kraft zusammengehalten und hat eine Bindungsdissoziationsenergie von 0,021 kcal / mol.

Bindungsdissoziationsenergie versus Bindungsdissoziationsenthalpie

Manchmal werden die Begriffe "Bindungsdissoziationsenergie" und "Bindungsdissoziationsenthalpie" austauschbar verwendet. Die beiden sind jedoch nicht unbedingt gleich. Die Bindungsdissoziationsenergie ist die Enthalpieänderung bei 0 K. Die Bindungsdissoziationsenthalpie, manchmal einfach Bindungsenthalpie genannt, ist die Enthalpieänderung bei 298 K.

Bindungsdissoziationsenergie wird für theoretische Arbeiten, Modelle und Berechnungen bevorzugt. Die Bindungsenthalpie wird für die Thermochemie verwendet. Es ist zu beachten, dass die Werte bei den beiden Temperaturen die meiste Zeit nicht signifikant unterschiedlich sind. Obwohl die Enthalpie von den Temperaturen abhängt, hat das Ignorieren des Effekts normalerweise keinen großen Einfluss auf die Berechnungen.

Homolytische und heterolytische Dissoziation

Die Definition der Bindungsdissoziationsenergie gilt für homolytisch aufgebrochene Bindungen. Dies bezieht sich auf einen symmetrischen Bruch einer chemischen Bindung. Bindungen können jedoch asymmetrisch oder heterolytisch brechen. In der Gasphase ist die für eine heterolytische Pause freiwerdende Energie größer als für die Homolyse. Wenn ein Lösungsmittel vorhanden ist, sinkt der Energiewert dramatisch.

Quellen

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