Võlakirja dissotsiatsioonienergia määratletakse kui energia mis on vajalik kemikaali homolüütiliseks murdmiseks võlakiri. Homolüütiline murd tekitab tavaliselt radikaalseid liike. Selle energia lühendatud märkus on BDE, D0või DH °. Sidemete dissotsiatsioonienergiat kasutatakse sageli keemilise sideme tugevuse mõõtmiseks ja erinevate sidemete võrdlemiseks. Pange tähele, et entalpia muutus sõltub temperatuurist. Sidemete dissotsiatsioonienergia tüüpilised ühikud on kJ / mol või kcal / mol. Sidemete dissotsiatsioonienergiat võib mõõta eksperimentaalselt, kasutades spektromeetriat, kalorimeetriaja elektrokeemilised meetodid.
Peamised võtmed: võlakirjade dissotsiatsioonienergia
- Sidemete dissotsiatsioonienergia on keemilise sideme purustamiseks vajalik energia.
- See on üks vahend keemilise sideme tugevuse kvantifitseerimiseks.
- Sidemete dissotsiatsioonienergia võrdub sidemete energiaga ainult diatoomiliste molekulide korral.
- Kõige tugevam sideme dissotsiatsioonienergia on Si-F-sidemel. Nõrgim energia on kovalentse sideme jaoks ja see on võrreldav molekulidevaheliste jõudude tugevusega.
Võlakirjade dissotsiatsiooni energia versus võlakirja energia
Sideme dissotsiatsioonienergia on võrdne ainult sideme energiaga diatomilised molekulid. Selle põhjuseks on see, et sideme dissotsiatsioonienergia on ühe keemilise sideme energia, samas kui sideme energia on kõigi a-tüüpi teatud tüüpi sidemete kõigi dissotsiatsioonienergiate keskmine väärtus molekul.
Näiteks kaaluge järjestikuste vesinikuaatomite eemaldamist metaanimolekulist. Esimese sideme dissotsiatsioonienergia on 105 kcal / mol, teine on 110 kcal / mol, kolmas on 101 kcal / mol ja lõplik on 81 kcal / mol. Niisiis, sideme energia on sideme dissotsiatsioonienergiate keskmine ehk 99 kcal / mol. Tegelikult ei võrdu sideme energia ühegi metaanimolekulis oleva C-H-sideme dissotsiatsioonienergiaga!
Tugevaim ja nõrgim keemiline side
Sidemete dissotsiatsioonienergiast on võimalik kindlaks teha, millised keemilised sidemed on tugevaimad ja millised kõige nõrgemad. Tugevaim keemiline side on Si-F-side. Sidemete dissotsiatsioonienergia F3Si-F jaoks on 166 kcal / mol, samas kui sideme dissotsiatsioonienergia H3Si-F on 152 kcal / mol. Si-F-side arvatakse olevat nii tugev seetõttu, et seal on oluline elektronegatiivsus erinevus kahe aatomi vahel.
Süsiniku-süsiniksideme atsetüleenis on ka kõrge sideme dissotsiatsioonienergia 160 kcal / mol. Neutraalse ühendi tugevaim side on 257 kcal / mol süsinikmonooksiidis.
Pole eriti nõrka sidemete dissotsiatsioonienergiat, kuna nõrkade kovalentsete sidemete energia on tegelikult võrreldav molekulidevahelised jõud. Üldiselt on kõige nõrgemad keemilised sidemed väärisgaaside ja siirdemetallide fragmentide vahel. Väikseim mõõdetud sideme dissotsiatsioonienergia on heeliumi dimeeri aatomite vahel, He2. Dimmerit hoiab koos van der Waalsi jõud ja selle sideme dissotsiatsioonienergia on 0,021 kcal / mol.
Võlakirjade dissotsiatsiooni energia versus võlakirjade dissotsiatsiooni entalpia
Mõnikord kasutatakse termineid "sideme dissotsiatsiooni energia" ja "sideme dissotsiatsiooni entalpia" vaheldumisi. Need kaks ei ole aga tingimata samad. Sidemete dissotsiatsioonienergia on entalpia muutus 0 K juures. Sidemete dissotsiatsiooni entalpia, mida mõnikord nimetatakse lihtsalt sideme entalpiaks, on entalpia muutus 298 K juures.
Võlakirja dissotsiatsiooni energiat eelistatakse teoreetilise töö, mudelite ja arvutuste jaoks. Termokeemias kasutatakse sideme entalpiat. Pange tähele, et enamasti ei ole kahe temperatuuri väärtused oluliselt erinevad. Ehkki entalpia sõltub temperatuuridest, ei oma efekti ignoreerimine tavaliselt arvutusi suurt mõju.
Homolüütiline ja heterolüütiline dissotsiatsioon
Sidemete dissotsiatsioonienergia määratlus on homolüütiliselt purunenud sidemete jaoks. See viitab keemilise sideme sümmeetrilisele purunemisele. Kuid võlakirjad võivad puruneda asümmeetriliselt või heterolüütiliselt. Gaasifaasis on heterolüütilisel pausil vabanev energia suurem kui homolüüsil. Lahusti olemasolu korral langeb energia väärtus dramaatiliselt.
Allikad
- Blanksby, S.J.; Ellison, G.B. (Aprill 2003). "Orgaaniliste molekulide sidemete dissotsiatsioonienergiad". Keemiliste uuringute kontod. 36 (4): 255–63. doi:10.1021 / ar020230d
- IUPAC, keemilise terminoloogia kogumik, 2. ed. ("Kullaraamat") (1997).
- Gillespie, Ronald J. (Juuli 1998). "Kovalentsed ja ioonilised molekulid: miks on BeF2 ja AlF3 Kõrge sulamistemperatuuriga tahke aine, arvestades BF3 ja SiF4 Kas gaasid on? ". Journal of Chemical Education. 75 (7): 923. doi:10.1021 / ed075p923
- Kalescky, Robert; Kraka, Elfi; Cremer, Dieter (2013). "Keemia tugevaimate sidemete väljaselgitamine". Füüsikalise keemia ajakiri. 117 (36): 8981–8995. doi:10.1021 / jp406200w
- Luo, Y.R. (2007). Keemiliste sidemete energiate põhjalik käsiraamat. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-8493-7366-4.