En química , la energía de enlace ( BE ), también llamada entalpía de enlace media [1] o entalpía de enlace media [2], es la medida de la fuerza de enlace en un enlace químico . [3] La IUPAC define la energía de enlace como el valor medio de la energía de disociación del enlace en fase gaseosa (normalmente a una temperatura de 298,15 K) para todos los enlaces del mismo tipo dentro de la misma especie química. [4] Cuanto mayor sea la energía de enlace promedio, por enlace de par de electrones, de una molécula, más estable y de menor energía será la molécula. [5]
La energía de disociación de enlace (entalpía) [6] también se conoce como energía de ruptura de enlace, energía de enlace, fuerza de enlace o energía de enlace (abreviatura: BDE , BE o D ). Se define como el cambio de entalpía estándar de la siguiente fisión: R - X → R + X . El BDE , denotado por Dº (R - X ), generalmente se deriva de la ecuación termoquímica,
La entalpía de formación Δ H f º de un gran número de átomos, radicales libres, iones, grupos y compuestos está disponible en los sitios web de NIST , NASA , CODATA e IUPAC . La mayoría de los autores prefieren utilizar los valores de BDE a 298,15 K.
Por ejemplo, la energía del enlace carbono - hidrógeno en el metano BE (C – H) es el cambio de entalpía (∆ H ) de romper una molécula de metano en un átomo de carbono y cuatro radicales de hidrógeno , divididos por cuatro. El valor exacto de un cierto par de elementos enlazados varía algo dependiendo de la molécula específica, por lo que las energías de enlace tabuladas son generalmente promedios de una serie de especies químicas típicas seleccionadas que contienen ese tipo de enlace. [7]
La energía de enlace ( BE ) es el promedio de todas las energías de disociación de enlace de un solo tipo de enlace en una molécula determinada. [8] Las energías de enlace-disociación de varios enlaces diferentes del mismo tipo pueden variar incluso dentro de una sola molécula. Por ejemplo, una molécula de agua se compone de dos enlaces O – H unidos como H – O – H. La energía de enlace para el H 2 O es el promedio de energía necesaria para romper cada uno de los dos enlaces O – H en secuencia:
Aunque los dos enlaces son equivalentes en la molécula simétrica original, la energía de disociación de un enlace oxígeno-hidrógeno varía ligeramente dependiendo de si hay o no otro átomo de hidrógeno unido al átomo de oxígeno.
Cuando se rompe el enlace, el par de electrones de enlace se dividirá por igual en los productos. Este proceso se denomina escisión del enlace homolítico ( escisión homolítica; homólisis) y da como resultado la formación de radicales. [9]
Cómo predecir la fuerza de la unión por radio
El radio metálico , el radio iónico y el radio covalente de cada átomo de una molécula se pueden usar para estimar la fuerza del enlace. Por ejemplo, el radio covalente del boro se estima en 83.0 pm , pero la longitud del enlace B – B en B 2 Cl 4 es 175 pm, un valor significativamente mayor. Esto indicaría que el enlace entre los dos átomos de boro es un enlace sencillo bastante débil . En otro ejemplo, el radio metálico del renio es 137,5 pm, con una longitud de enlace Re-Re de 224 pm en el compuesto Re 2 Cl 8 . A partir de estos datos, podemos concluir que el enlace es un enlace muy fuerte o un enlace cuádruple . Este método de determinación es más útil para compuestos unidos covalentemente. [10]
Factores que afectan la energía del enlace iónico
La electronegatividad de los dos átomos que se unen afecta la energía del enlace iónico. [11] Cuanto más lejos esté la electronegatividad de 2 átomos, más fuerte será el enlace en general. Por ejemplo, el cesio tiene el más bajo y el flúor tiene el más alto y el enlace iónico más fuerte (bueno, al menos un enlace simple). Suponiendo que el covalente polar más fuerte es el enlace carbono-flúor. Y sobre todo, los enlaces iónicos son más fuertes que los enlaces covalentes. Al verificar los puntos de fusión, los compuestos iónicos tienen puntos de fusión altos y los compuestos covalentes tienen puntos de fusión bajos. [12]
Ver también
Referencias
- ^ Clark, J (2013), BOND ENTHALPY (BOND ENERGY), Chemguide, BOND ENTHALPY (BOND ENERGY)
- ↑ Christian, Jerry D. (1 de marzo de 1973). "Fuerza de los enlaces químicos". Revista de educación química . 50 (3): 176. doi : 10.1021 / ed050p176 . hdl : 2060/19980004003 . ISSN 0021-9584 .
- ^ March, Jerry (1985), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (3a ed.), Nueva York: Wiley, ISBN 0-471-85472-7
- ^ Treptow, Richard S. (1995). "Energías de enlace y entalpías: una diferencia a menudo descuidada". Revista de educación química . 72 (6): 497. doi : 10.1021 / ed072p497 .
- ^ Schmidt-Rohr, K. (2015). "Por qué las combinaciones son siempre exotérmicas, produciendo alrededor de 418 kJ por mol de O 2 ", J. Chem. Educ. 92 : 2094-2099. http://dx.doi.org/10.1021/acs.jchemed.5b00333
- ^ Haynes, William (2016-2017). Manual de CRC de Química y Física, 97ª edición (Manual de CRC de Química y Física) 97ª edición (97ª ed.). Prensa CRC; 97 edición. ISBN 978-1498754286.
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida online: (2006–) " Energía de enlace (energía de enlace media) ". doi : 10.1351 / goldbook.B00701
- ^ Madhusha (2017), Diferencia entre energía de enlace y energía de disociación de enlace, Pediaa, Diferencia entre energía de enlace y energía de disociación de enlace
- ^ "Glosario ilustrado de química orgánica - escisión homolítica (homólisis)" . www.chem.ucla.edu . Consultado el 27 de noviembre de 2019 .
- ^ Alcock, NW (1990). Enlace y estructura: principios estructurales en química orgánica e inorgánica . Nueva York: Ellis Horwood. págs. 40–42. ISBN 9780134652535.
- ^ Manual de Química y Física (65ª ed.). Prensa CRC. 1984-06-27. ISBN 0-8493-0465-2.
- ^ Samblohm (13 de mayo de 2012). "¿Cómo afecta la electronegatividad a la fuerza de la unión?" . Foros de física | Artículos de ciencia, ayuda con la tarea, debate . Consultado el 27 de noviembre de 2019 .