Avainero sidosenergian ja sidoksen dissosiaatioenergian välillä on se, että sidosenergia on keskiarvo, kun taas sidoksen dissosiaatioenergia on tietyn sidoksen erityinen arvo.
Amerikkalaisen kemistin G. N. Lewisin ehdotuksen mukaan atomit ovat stabiileja, kun niiden valenssikuoressa on kahdeksan elektronia. Useimmissa atomeissa on alle kahdeksan elektronia valenssikuorissaan (paitsi jaksollisen järjestelmän ryhmän 18 jalokaasut); siksi ne eivät ole vakaita. Näin ollen näillä atomeilla on taipumus reagoida toistensa kanssa, tulla vakaiksi. Se voi tapahtua muodostamalla ionisidoksia, kovalenttisia sidoksia tai metallisidoksia riippuen atomien elektronegatiivisuudesta. Kun kahdella atomilla on samanlainen tai erittäin pieni elektronegatiivisuusero, ne reagoivat yhdessä, ne muodostavat kovalenttisen sidoksen jakamalla elektroneja. Sidosenergia ja sidoksen dissosiaatioenergia ovat kaksi käsitettä kovalenttisista kemiallisista sidoksista.
Mitä on Bond Energy?
Kun sidoksia muodostuu, vapautuu jonkin verran energiaa. Sen sijaan sidoksen katkaiseminen vaatii jonkin verran energiaa. Tietylle kemialliselle sidokselle tämä energia on vakio. Ja me kutsumme sitä sidosenergiaksi. Siten sidosenergia on lämpömäärä, joka tarvitaan yhden molekyylimoolin hajoamiseen vastaaviksi atomeiksi.
Lisäksi voimme tarkkailla kemiallisen sidoksen energiaa eri muodoissa, kuten kemiallisena energiana, mekaanisena energiana tai sähköenergiana. Lopulta kaikki nämä energiat kuitenkin muuttuvat lämmöksi. Siksi voimme mitata sidosenergian kilojouleina tai kilokaloreina.
Kuva 01: Sidosenergia
Lisäksi sidosenergia on sidoksen vahvuuden indikaattori. Esimerkiksi vahvempia sidoksia on vaikea katkaista. Siksi niiden sidosenergiat ovat suurempia. Toisa alta heikoilla sidoksilla on pienet sidosenergiat ja ne on helppo katkaista. Sidosenergia osoittaa myös sidoksen etäisyyden. Suuremmat sidosenergiat tarkoittavat, että sidosetäisyys on pieni (siten sidoksen lujuus on korkea). Lisäksi, kun sidosenergia on alhainen, sidosetäisyys on suurempi. Kuten johdannossa mainittiin, elektronegatiivisuudella on osansa sidoksen muodostumisessa. Siten atomien elektronegatiivisuus vaikuttaa myös sidosenergiaan.
Mitä on Bondin dissosiaatioenergia?
Sidoksen dissosiaatioenergia on myös sidoksen vahvuuden mitta. Voimme määritellä sen entalpian muutokseksi, joka tapahtuu, kun sidos katkeaa homolyysin avulla. Sidosdissosiaatioenergia on ominaista yksittäiselle sidokselle.
Tässä tapauksessa samalla sidoksella voi olla erilaiset sidosdissosiaatioenergiat tilanteesta riippuen. Esimerkiksi metaanimolekyylissä on neljä C-H-sidosta, ja kaikilla C-H-sidoksilla ei ole samaa sidosdissosiaatioenergiaa.
Kuva 02: Joitakin sidosdissosiaatioenergiaa koordinaatiokomplekseja varten
Siksi metaanimolekyylissä C-H-sidosten sidosdissosiaatioenergiat ovat 439 kJ/mol, 460 kJ/mol, 423 kJ/mol ja 339 kJ/mol. Tämä johtuu siitä, että ensimmäinen sidoksen katkeaminen muodostaa homolyysin kautta radikaalin lajin, jolloin toinen sidoksen katkeaminen tapahtuu radikaalilajista, joka vaatii enemmän energiaa kuin ensimmäinen. Samoin askel askeleelta sidoksen dissosiaatioenergiat muuttuvat.
Mitä eroa on sidosenergialla ja sidosdissosiaatioenergialla?
Sidosenergia on kaasufaasisidoksen dissosiaatioenergioiden keskiarvo (yleensä lämpötilassa 298 K) kaikille samantyyppisille sidoksille samassa kemiallisessa lajissa. Sidosenergia ja sidoksen dissosiaatioenergia eivät kuitenkaan ole sama asia. Sidosdissosiaatioenergia on standardi entalpian muutos, kun kovalenttinen sidos katkeaa homolyysin avulla fragmenteiksi; jotka ovat yleensä radikaaleja lajeja. Siksi keskeinen ero sidosenergian ja sidoksen dissosiaatioenergian välillä on se, että sidosenergia on keskiarvo, kun taas sidoksen dissosiaatioenergia on tietyn sidoksen erityinen arvo.
Esimerkiksi metaanimolekyylissä C-H-sidosten sidosdissosiaatioenergiat ovat 439 kJ/mol, 460 kJ/mol, 423 kJ/mol ja 339 kJ/mol. Metaanin C-H:n sidosenergia on kuitenkin 414 kJ/mol, joka on kaikkien neljän arvon keskiarvo. Lisäksi molekyylille sidoksen dissosiaatioenergia ei välttämättä ole yhtä suuri kuin sidosenergia (kuten edellä annetussa metaaniesimerkissä). Diatomiselle molekyylille sidosenergia ja sidoksen dissosiaatioenergia ovat samat.
Alla oleva infografiikka sidosenergian ja sidoksen dissosiaatioenergian eroista antaa lisätietoja eroista.
Yhteenveto – Bond Energy vs Bond Dissosiaatioenergia
Sidoksen dissosiaatioenergia on erilainen kuin sidosenergia. Sidosenergia on molekyylin kaikkien sidosdissosiaatioenergioiden keskiarvo. Siten keskeinen ero sidosenergian ja sidoksen dissosiaatioenergian välillä on, että sidosenergia on keskiarvo, kun taas sidoksen dissosiaatioenergia on tietyn sidoksen erityinen arvo.
