Năng lượng kết nối

Trong hóa học, năng lượng kết nối (E) hay còn gọi là enthalpy kết nối (H) là chỉ số đo lường độ bền của liên kết trong các liên kết hóa học. Theo định nghĩa của IUPAC, năng lượng kết nối là giá trị trung bình của năng lượng phân ly liên kết trong pha khí (thường ở nhiệt độ 298K) cho tất cả các liên kết cùng loại trong một chất. Theo sách giáo khoa Hóa học 10 của nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, năng lượng của một liên kết hóa học là năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết đó và tách các nguyên tử thành thể khí. Ví dụ, năng lượng kết nối của liên kết carbon–hydro trong methan H(C–H) là sự thay đổi enthalpy cần thiết để phân tách một phân tử methan thành một nguyên tử carbon và bốn gốc hydro tự do. Bảng năng lượng kết nối liệt kê các giá trị năng lượng kết nối trung bình cho các loại liên kết hóa học điển hình. Năng lượng kết nối (E) hay enthalpy kết nối (H) không nên bị nhầm lẫn với năng lượng phá vỡ liên kết (D). Năng lượng kết nối là giá trị trung bình của tất cả các năng lượng phá vỡ liên kết trong một phân tử, và có thể khác với năng lượng phá vỡ liên kết cụ thể. Ví dụ, methan có bốn liên kết C–H, với năng lượng phá vỡ liên kết D(CH₃–H) = 435 kJ/mol, D(CH₂–H) = 444 kJ/mol, D(CH–H) = 444 kJ/mol và D(C–H) = 339 kJ/mol. Năng lượng kết nối trung bình là 414 kJ/mol, khác với các giá trị phá vỡ liên kết nêu trên.

Liên hệ giữa khoảng cách và năng lượng

Độ bền (năng lượng) của liên kết có liên quan trực tiếp đến chiều dài và khoảng cách của liên kết. Do đó, chúng ta có thể sử dụng bán kính liên kết kim loại, bán kính ion hoặc bán kính liên kết cộng hóa trị của từng nguyên tử trong một phân tử để xác định độ bền của liên kết. Ví dụ, bán kính liên kết cộng hóa trị của nguyên tử bo là khoảng 83,0 pm, nhưng chiều dài liên kết B–B trong B₂Cl₄ là 175 pm (>166,0 pm), cho thấy liên kết giữa hai nguyên tử bo là liên kết đơn, yếu. Ví dụ khác, bán kính kim loại của rheni là 137,5 pm, với chiều dài liên kết Re–Re là 224 pm (<275 pm) trong hợp chất Re₂Cl₈. Những con số này cho thấy liên kết Re–Re trong Re₂Cl₈ phải rất mạnh hoặc có thể là liên kết bốn. Phương pháp này rất hữu ích cho các hợp chất liên kết cộng hóa trị.

Các yếu tố ảnh hưởng đến năng lượng kết nối ion

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến năng lượng kết nối, trong đó yếu tố quan trọng nhất là sự khác biệt về độ âm điện giữa hai nguyên tử liên kết.

• Năng lượng phân ly liên kết
• Năng lượng ion hóa
• Năng lượng nguyên tử hóa
• Năng lượng mạng tinh thể

Ghi chú

1. ^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology (Thuật ngữ hóa học), bản 2 ('Gold Book') (1997). Phiên bản trực tuyến: (2006–) 'Năng lượng kết nối'. doi:10.1351/goldbook.BT07002 (2006–) '{{{title}}}'. doi:10.1351/goldbook.{{{file}}}
2. ^ Frey, Paul Reheard (1965). College Chemistry (ấn bản 3). Prentice-Hall. tr. 134.
3. ^ Handbook of Chemistry & Physics (ấn bản 65). CRC Press. 1984. ISBN 0-8493-0465-2.
4. ^ Alcock, N. W. (1990). Bonding and Structure: Structural Principles in Inorganic and Organic Chemistry. New York: Ellis Horwood. tr. 40–42. ISBN 9780134652535.
5. ^ Bond Energy Lưu trữ 2007-10-17 tại Wayback Machine 11 tháng 7 năm 2003.

Tài liệu tham khảo

• Bảng dữ liệu năng lượng liên kết.
• Bảng các giá trị năng lượng liên kết chuẩn và năng lượng phân ly liên kết.