Стандартной энергией разрыва химической связи называют изменение энтальпии при химической реакции, в которой происходит разрыв одного моля данной связи. При этом принимается, что исходное вещество и продукты реакции находятся в своих стандартных состояниях гипотетического идеального газа при давлении 1 атм и температуре 25 °C[1]. Синонимами энергии разрыва химической связи считаются: энергия связи, энергия диссоциации двухатомных молекул, энергия образования химической связи.
Энергия разрыва химической связи может быть определена разными способами, например:
- измерением константы равновесия в некотором диапазоне температур;
- спектроскопическими исследованиями колебательных уровней энергии (колебательная спектроскопия);
- из данных химической кинетики;
- из масс-спектроскопических данных (масс-спектрометрия).
Энергия разрыва химических связей в различных соединениях приводятся в справочниках[2].
Энергия разрыва химических связей характеризует прочность химической связи, например:
Энергия разрыва связи R−H[1]
| Соединение | Энергия разрыва связи, ккал/моль |
Соединение | Энергия разрыва связи, ккал/моль |
|---|---|---|---|
| H−H | 104,2 | CH3−H | 104 |
| HO−H | 119 | CH3CH2−H | 98 |
| CH3O−H | 102 | (CH3)2CH−H | 94,5 |
| C6H5O−H | 85 | (CH3)3C−H | 91 |
| F−H | 135,8 | C6H5−H | 103 |
| Cl−H | 103,0 | CH2=CH−H | 103 |
| Br−H | 87,5 | HC≡C−H | 125 |
| I−H | 71,3 | H2N−H | 103 |
| Связь | Энергия диссоциации при 298 K | Примечание | ||
|---|---|---|---|---|
| ккал/моль | кДж/моль | эВ | ||
| H3C−H | 105 | 439 | 4,56 | Метильная связь — одна из сильнейших алифатических C−H связей |
| C2H5−H | 101 | 423 | 4,38 | Несколько слабее, чем метильная |
| (CH3)3C−H | 96.5 | 404 | 4,19 | Третичный радикал стабилен |
| CH2CH−H | 111 | 464 | 4,82 | Виниловый радикал встречается редко |
| HC2−H | 133 | 556 | 5,77 | Ацетиленовый радикал встречается очень редко |
| C6H5−H | 113 | 473 | 4,90 | Фенильная связь сравнима с виниловым радикалом |
| CH2CHCH2−H | 89 | 372 | 3,86 | Аллильная связь имеет повышенную реакционноспособнось |
| C6H5CH2−H | 90 | 377 | 3,90 | Бензиловая связь имеет повышенную реакционноспособнось |
| H3C−CH3 | 83—85 | 347—356 | 3,60—3,69 | Связь C−C в алканах гораздо слабее связи C−H |
| H2C=CH2 | 146—151 | 611—632 | 6,33—6,55 | Двойная связь в два раза прочнее одинарной связи C−C |
| HC≡CH | 200 | 837 | 8,68 | Тройная связь в два с половиной раза прочнее одинарной связи C−C |
Прим.: энергия связи 100 ккал/моль = 4,338 эВ.
Энергия разрыва связи С—С[1]
| Соединение | Энергия разрыва связи, ккал/моль |
Соединение | Энергия разрыва связи, ккал/моль |
|---|---|---|---|
| CH3−CH3 | 88 | C6H5−C6H5 | 100 |
| (CH3)3C−C(CH3)3 | 67,5 | CH2=CH2 | 163 |
| (C6H5)3C−C(C6H5)3 | 15 | HC≡CH | 230 |