| | معلم -
انرژي پيوند( Bond Energies)
در مورد مولكول دو اتمي انرژي تجزيه يا ديسوسياسيون
عبارتست از تغييرات آنتالپي واكنش كه در طي آن مولكولهاي دو يا چند اتمي در حالت گازي تبديل به اتمهاي مربوطه ميشوند. براي مثال:
عبارتست از تغييرات آنتالپي واكنش كه در طي آن مولكولهاي دو يا چند اتمي در حالت گازي تبديل به اتمهاي مربوطه ميشوند. براي مثال:
يا به عبارت ديگر، انرژي ديسوسياسيون
عبارتست از مقدار انرژي لازم براي شكستن پيوند.
عبارتست از مقدار انرژي لازم براي شكستن پيوند.جهت عناصر واقع در ستونهاي جدول تناوبي (مثلاً فلزات قليايي) انرژي پيوند با افزايش عدد اتمي فلز كاهش مييابد و در مورد هالوژنها نيز همينطور است ولي در مقام مقايسه با فلزات قليايي انرژي پيوندي مولكولهاي دو اتمي هالوژنها بيشتر است. جدول زير انرژي ديسوسياسيون مولكولهاي دو اتمي را برحسب
معلوم ميدارد.
معلوم ميدارد.
ملاحظه ميشود كه در مورد هالوژنهاي هيدروژن انرژي پيوند نسبتاً خيلي زياد است. در اين مورد نيز انرژي پيوند با افزايش عدد اتمي كاهش مييابد.
اختلاف زيادي در مورد انرژي پيوند مولكولهاي مجاور بهم در جدول تناوبي ديده ميشود، مثلاً در مورد اكسيژن كه عدد اتمي آن يكي بيشتر از ازت است انرژي ديسوسياسيون مولكول
نصف انرژي ديسوسياسيون
ميباشد ولي انرژي ديسوسياسيون آن چهار برابر
است كه دليل اصلي آن را ميتوان به مرتبه پيوندي مربوط دانست. به مثال زير توجه كنيد.
نصف انرژي ديسوسياسيون
ميباشد ولي انرژي ديسوسياسيون آن چهار برابر
است كه دليل اصلي آن را ميتوان به مرتبه پيوندي مربوط دانست. به مثال زير توجه كنيد.مثال
با رسم ساختار لوئيس مولكولهاي
علت اختلاف انرژي پيوندي آنها را مشخص كنيد.
علت اختلاف انرژي پيوندي آنها را مشخص كنيد.حل
با استفاده از قواعد رسم ساختار لوئيس، آرايشهاي زير بدست ميآيد.

همچنان كه ساختارهاي لوئيس نشان ميدهد چون مرتبه پيوندي در
و
بيشتر است انرژي پيوندي آنها بيشتر از انرژي پيوندي
ميباشد. پيوند دوگانه در
موجب ميشود انرژي پيوند آن از انرژي پيوندي ساده مولكول
بيشتر باشد.
و
بيشتر است انرژي پيوندي آنها بيشتر از انرژي پيوندي
ميباشد. پيوند دوگانه در
موجب ميشود انرژي پيوند آن از انرژي پيوندي ساده مولكول
بيشتر باشد.تمرين
براساس ساختار لوئيس، انرژي پيوندي را در گونههاي شيميايي،الف.
و ب.
و ج.
با يكديگر مقايسه كنيد. علاوه بر مرتبه پيوند عاملي ديگري كه در انرژي پيوندي مؤثر است جرم اتمي اتمهاي تشكيلدهنده پيوند ميباشد. با كاهش جرم اتمي انرژي پيوندي افزايش مييابد. ) به طور دقيقتر انرژي پيوندي به معكوس جرم كاهش يافته ربط دارد. جرم كاهش يافته مولكول دو اتم
به صورت روبرو تعريف ميشود.
( يكي از دلايلي كه موجب ميشود
قويترين پيوند ساده در بين مولكولهاي دو اتمي جور هسته را داشته باشد. جرم اتمي بسيار كوچك اتمهاي هيدروژن است. وابستگي انرژي پيوندي به جرم را در قدرت پيوندي در مولكولهاي دو اتمي هالوژنها (به استثناي
) به خوبي ميتوان ديد. عاملي كه موجب كاهش انرژي پيوندي در مولكول
ميگردد. دافعه شديد جفتهاي غيرپيوندي در فاصله طول پيوندي نسبتاً كوچك
ميباشد. همچنين دادههاي جدول نشان ميدهد انرژي پيوندي
بسيار بيشتر از ميانگين انرژيهاي پيوندي
است. اين تفاوت از قطبيت پيوند
ناشي ميشود. اختلاف الكترونگاتيوي دو اتم موجب ايجاد بارهاي يكسان غيرهمنام بر روي دو اتم ميشود. جاذبه حاصل از اين بارها موجب كوتاه شدن طول پيوند و در نتيجه افزايش انرژي پيوندي ميگردد. بنابراين نظريه پيوندها به روشي ساده رابطه انرژي پيوند بعضي از مولكولها را با يكديگر براي ما تفسير خواهد كرد. گاهي اوقات ممكن است شكستن پيوند سبب بوجود آمدن راديكال يا بخشي از مولكول گردد، مثلاً: در اثر شكستن مولكول آب راديكالهاي
و
توليد ميشود. 

و گاهي اوقات نيز شكستن يك پيوند ممكن است دو راديكال مشابه توليد نمايد:


اگر پيوند بين دو اتم مشخص نظير
و
كه در مولكولهاي مختلف وجود دارند، در نظر گرفته شود، بايد تأثير مولكول ديگر پيوند شده با
را بر روي انرژي پيوند مطالعه نمود. مثلاً: انرژي پيوند
جفت هيدروكربورهاي مختلف عبارتست از:



انرژي ديسوسياسيون اتصالهاي
در تركيبات ديگر، بين 90 تا 103 كيلوكالري است. كه در جدول ميانگين انرژي پيوندي درج ميشود. ثبات تقريبي انرژي ديسوسياسيون يا انرژي پيوند مفهوم جالبي دارد، زيرا در واقع نشاندهنده اين است كه خصوصيات اصلي دو اتم بوجود آورنده پيوند عامل اصلي تعيينكننده مقدار انرژي پيوند است. در حقيقت اتمها و يا راديكالهاي متصل به بقيه مولكول تأثير كمي در مقدار انرژي پيوند اين دو اتم بخصوص دارند. بنابراين، لزوم ايجاد يك نظريه كه قادر به توجيه مشخصات پيوند شيميايي برحسب خواص اصلي اتمهاي متصله باشد، احساس ميگردد.*}
كاربرد انرژي پيوند Use of Bond Energies
از نظر عملي ثبات تقريبي انرژي پيوند در تركيبات مختلف نتيجه مهمي دارد، زيرا ميتوان يك پيوند بخصوص (مثلاً
) يا هر پيوند ديگر از اين نوع را به وسيله انرژي پيوند متوسط مشخص كرد، كه عبارتست از انرژي تقريبي لازم براي شكستن اتصال در هر تركيبي كه اين اتصال در آن وجود دارد. اختلاف انرژي متوسط
با انرژي پيوند در اين است كه انرژي ديسوسياسيون عبارتست از مقدار انرژي كه بايد به يك تركيب مشخص داد تا اتصال بخصوص آن شكسته شود و حال آنكه انرژي پيوند متوسط مربوط به كليه تركيباتي ميشود كه اين پيوند بخصوص در آن وجود دارد. جدول زير فهرستي از انرژي پيوند متوسط را نشان ميدهد.
) يا هر پيوند ديگر از اين نوع را به وسيله انرژي پيوند متوسط مشخص كرد، كه عبارتست از انرژي تقريبي لازم براي شكستن اتصال در هر تركيبي كه اين اتصال در آن وجود دارد. اختلاف انرژي متوسط
با انرژي پيوند در اين است كه انرژي ديسوسياسيون عبارتست از مقدار انرژي كه بايد به يك تركيب مشخص داد تا اتصال بخصوص آن شكسته شود و حال آنكه انرژي پيوند متوسط مربوط به كليه تركيباتي ميشود كه اين پيوند بخصوص در آن وجود دارد. جدول زير فهرستي از انرژي پيوند متوسط را نشان ميدهد.
با بكار بردن انرژي متوسط پيوند ميتوان انرژي آزاد شده را در موقع تشكيل يك مولكول گازي از اتمهاي گازي اوليهاش تخمين زد. مثلاً
يا انرژي آزاد شده در فشار ثابت را براي واكنش زير بدين ترتيب حساب ميكنند.
يا انرژي آزاد شده در فشار ثابت را براي واكنش زير بدين ترتيب حساب ميكنند.
برابر است با مجموع انرژيهاي سه اتصال
و يك اتصال
و چون سيستم فوق انرژي از دست داده است لذا
با علامت منفي نشان داده ميشود.
براي پيدا كردن
مربوط به تشكيل
از عناصر كلر و كربن و هيدروژن بايستي رابطه زير را نوشت:
مربوط به تشكيل
از عناصر كلر و كربن و هيدروژن بايستي رابطه زير را نوشت:
اين واكنش در حقيقت مجموع دو واكنش زير ميباشد.



مقدار
را براي واكنش گازي معين كرديم ولي براي واكنش بعدي
را ميتوان برحسب انرژي ديسوسياسيون پيوند
و گرماي تبخير گرافيت به اتم كربن گازي محاسبه نمود كه عبارتست از:
را براي واكنش گازي معين كرديم ولي براي واكنش بعدي
را ميتوان برحسب انرژي ديسوسياسيون پيوند
و گرماي تبخير گرافيت به اتم كربن گازي محاسبه نمود كه عبارتست از:
و بالاخره براي واكنش مجموع:


مقدار
بدست آمده به وسيله كالريمترهاي خيلي دقيق برابر است با
و بيان ميكند كه
انرژي پيوند متوسط را ميتوان با جزئي تقريب به جاي انرژي پيوند جانشين كرد. از انرژي پيوند براي محاسبه گرماي ايجاد شده در واكنشهاي مختلف هنگامي كه به وسائل اندازهگيري (كالريمتري) دسترسي نباشد استفاده ميگردد.
بدست آمده به وسيله كالريمترهاي خيلي دقيق برابر است با
و بيان ميكند كه
انرژي پيوند متوسط را ميتوان با جزئي تقريب به جاي انرژي پيوند جانشين كرد. از انرژي پيوند براي محاسبه گرماي ايجاد شده در واكنشهاي مختلف هنگامي كه به وسائل اندازهگيري (كالريمتري) دسترسي نباشد استفاده ميگردد.
شیمی