Năng lượng liên kết là gì?

Định nghĩa

Năng lượng liên kết đặc trưng cho độ bền của liên kết. Do vậy về phương diện này người ta định nghĩa năng lượng liên kết là năng lượng cần tiêu tốn để phá hủy liên kết hay là năng lượng được giải phóng ra khi tạo thành liên kết. Năng lượng phá hủy liên kết và năng lượng tạo thành liên kết, có trị số bằng nhau nhưng có dấu khác nhau, tương ứng là dương và âm.

Từ định nghĩa này, chúng ta thấy có thể dựa vào năng lượng phân li phân tử thành các nguyên tử để xác định năng lượng liên kết trong phân tử. Tuy nhiên, ở đây cần lưu ý: đối với phân tử hai nguyên tử AB thì năng lượng phân li đúng bằng năng lượng liên kết A-B, còn đối với phân tử nhiều nguyên tử ABn thì từ năng lượng phân li phân tử chỉ xác định được năng lượng liên kết trung bình của liên kết A-B (có giá trị bằng 1/n năng lượng phân li phân tử AB_n). Sở dĩ như vậy là vì đối với phân tử nhiều nguyên tử _ABn năng lượng phá hủy lần lượt các liên kết trong phân tử là khác nhau (do sự thay đổi cấu hình electron và hạt nhân của hệ sau mỗi lần phá hủy một liên kết) và khác với năng lượng liên kết trung bình.

Tuy nhiên, giái trị trung bình của tổng năng lượng phá hủy lần lượt các liên kết trong phân tử luôn luôn bằng năng lượng liên kết trung bình tính theo năng lượng phân li phân tử.

Ví dụ: đối với phân tử H₂, năng lượng liên kết H-H đúng bằng năng lượng phân li E_pl của nó:

E_(H-H) = E_plH2 = 431,4 kJ/mol

còn đối với phân tử H₂O thì năng lượng liên kết trung bình của liên kết O-H bằng 1/2 năng lượng phân li của phân tử H₂O

E_O-H = E_plH2/2 = 919,6/2 = 459,8 kJ/mol

Năng lượng liên kết cũng là đại lượng đặc trưng quan trọng cho hợp chất hóa học vì nó liên quan với độ dài, bậc, độ bền của liên kết và nhiều tính chất khác nhau của hợp chất. Ví dụ, năng lượng liên kết lớn thì độ dài liên kết nhỏ, liên kết bền và do dó hợp chất khó phân li, phân hủy, kém hoạt động...

Năng lượng liên kết cũng thay đổi có quy luật phụ thuộc vào các yếu tố đã nói trên.