Vés al contingut

Energia de dissociació

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Animació de la dissociació d'una molècula diatòmica AB en dos àtoms, A i B.

L'energia de dissociació, simbolitzada per , és l'energia requerida per dissociar, o trencar, una molècula en dues parts. Sovint s'empren els superíndexs o i e, és a dir, i , que s'utilitzen per denotar la dissociació de l'estat fonamental i el mínim d'energia potencial, respectivament.[1]

Per a un enllaç l'energia de dissociació correspon a la variació d'entalpia estàndard del procés . El valor , normalment s'obté a partir dels valors d'entalpies de formació estàndard mitjançant l'equació:

on correspon a l'entalpia de formació estàndard de l'espècie en qüestió.[2]

Les energies de dissociació en espècies diatòmiques s'obtenen normalment per espectroscòpia o espectrometria de masses. En absència de dades sobre la funció d'entalpia, els valors a 0 K, , es converteixen en amb l'equació aproximada:[2]

L'energia de dissociació d'enllaç difereix de l'anomenada energia d'enllaç . Aquesta darrera és una mitjana de les energies de dissociació d'enllaços entre àtoms iguals en una mateixa molècula. Per exemple, en el metà existeixen quatre energies de dissociació corresponents a les reaccions homolítiques:

Per altra banda, l'energia d'enllaç en el metà correspon a la mitjana d'aquests quatre valors:

[3][4]

Algunes energies de dissociació homolítiques es tabulen a continuació. Destaca l'elevada energia de dissociació de la molècula de nitrogen (944,84 kJ/mol) deguda a la fortalesa del triple enllaç, superior a la d'un doble enllaç com el de molècula de l'oxigen (498,36 kJ/mol) i molt superior a un de simple com el de fluor (158,67 kJ/mol). També s'observa una disminució de l'energia de dissociació a les molècules dels halògens en augmentar la massa molecular perquè els àtoms tenen un volum major i la superposició d'orbitals atòmics és menys efectiva.[5] El valor anormalment baix de l'energia de dissociació del fluor (158,67 kJ/mol), comparada amb la tendència general dels halògens, s'explica per la repulsió d'orbitals no-enllaçants degut al petit volum de l'àtom de fluor.[6] La mateixa tendència hom la troba a les molècules d'halurs d'hidrogen . L'elevada energia de dissociació de l'enllaç simple del fluorur d'hidrogen , superior al doble enllaç de l'oxigen, s'explica perquè el fluor és un àtom petit i la superposició d'orbitals atòmics amb l'hidrogen és molt efectiva per la semblança de grandària.[2][5]

Energies de dissociació homolítiques d'alguns enllaços
Enllaç , kJ/mol Enllaç , kJ/mol Enllaç , kJ/mol

H-H
H-F
H-Cl
H-Br
H-I
H-N
H-O

435,78
569,68
431,36
366,16
298,26
358,8
429,73

--
F-F
Cl-Cl
Br-Br
I-I
N­-­­N
O=O

--
158,67
242,85
193,86
152,25
944,84
498,36

CH₃-H
CH₃-F
CH₃-Cl
CH₃-Br
CH₃-I
CH₃-NH₂
CH₃-OH

439,3
460,2
350,2
294,1
232,4
356,1
384,93

Referències

[modifica]
  1. McNaught, A.D.; Wilkinson, A. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, the "Gold Book" (en anglès). 2a edició. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997. DOI 10.1351/goldbook.D01802. ISBN 0-9678550-9-8 [Consulta: 11 novembre 2006]. 
  2. 2,0 2,1 2,2 William M. Haynes. CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data.. 95th edition. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2014. ISBN 978-1-4822-0867-2. 
  3. Morrison, Robert Thornton. Química orgânica. México: Addison Wesley Longman, 1998. ISBN 968-444-340-4. 
  4. Chemistry (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. «IUPAC - bond energy (B00701)». [Consulta: 4 octubre 2022].
  5. 5,0 5,1 Atkins, Peter William. Principios de química : los caminos del descubrimiento. 3a. ed. Buenos Aires: Médica Panamericana, 2006. ISBN 950-06-0080-3. 
  6. Garric, Maurice Pierre. Química general. Barcelona: Reverté, 1979. ISBN 84-291-7177-0.