Τι είναι η ενθαλπία των δεσμών;

Η ενθαλπία δεσμών είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται στη μελέτη της θερμοδυναμικής που αναφέρεται στην ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη διάσπαση του χημικού δεσμού που σχηματίζεται μεταξύ οποιωνδήποτε δύο ατόμων μέσα σε ένα μόριο. Δεδομένου ότι η ισχύς του δεσμού ποικίλλει μεταξύ των χημικών αντιδράσεων, οι τιμές ενθαλπίας δεσμού που περιέχονται στον Πίνακα Ενθαλπιών Δεσμού δίνονται ως μέσες τιμές. Συνήθως, αυτές οι τιμές εκφράζονται ως kJ/mol, αν και μερικές φορές εμφανίζονται ως kJ mol-1. Δεδομένου ότι αυτή η τιμή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της ανταλλαγής θερμότητας που αναμένεται να συμβεί σε χημικές αντιδράσεις, μερικές φορές χρησιμοποιείται εναλλακτικά με τους όρους ενθαλπία διάστασης δεσμού και ενέργεια διάστασης δεσμού.

Το σπάσιμο του χημικού δεσμού συμβαίνει με διαφορετικούς τρόπους. Η σχάση ή η διάσπαση ενός ουδέτερου μορίου που οδηγεί σε ένα ανιόν (αρνητικά φορτισμένο ιόν) και ένα κατιόν (θετικά φορτισμένο ιόν) έχει λάβει χώρα μέσω ετερολύσεως. Αντίθετα, εάν η διάσπαση του δεσμού ενός μορίου έχει ως αποτέλεσμα δύο ασύζευκτα ηλεκτρόνια ή ελεύθερες ρίζες, τότε η διαδικασία έχει ξεκινήσει μέσω της ομολυτικής σχάσης.

Στη μοριακή χημεία, η ενθαλπία δεσμού αναφέρεται επίσης στην πιθανότητα για μια θερμοδυναμική αντίδραση μέσα σε ένα σύστημα. Μία από τις μεταβλητές που πρέπει να ληφθούν υπόψη αυτές οι δυνατότητες είναι, φυσικά, η αντοχή του δεσμού. Σε γενικές γραμμές, οι ισχυρότεροι δεσμοί βρίσκονται στους βραχύτερους σχηματισμούς, καθώς εμπλέκονται λιγότερα μόρια. Επιπλέον, για να είναι η αντίδραση ενδόθερμη, το σύστημα πρέπει να λάβει ενέργεια. Διαφορετικά, με απώλεια ενέργειας, η αντίδραση θα οριζόταν ως εξώθερμη και θα παρήγαγε έναν νέο δεσμό χαμηλότερης ενθαλπίας.

Δεδομένων των παραπάνω, μπορεί επίσης να ειπωθεί ότι η ενθαλπία δεσμού αντιπροσωπεύει την ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται σε έναν χημικό δεσμό. Στην πραγματικότητα, η ανταλλαγή θερμότητας, ή η μεταφορά ενέργειας, που λαμβάνει χώρα όταν συμβαίνει μια χημική αντίδραση μπορεί να υπολογιστεί μειώνοντας την τιμή της ενθαλπίας του δεσμού κατά την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για το σχηματισμό του δεσμού. Λαμβάνοντας υπόψη τη χημική εξίσωση μιας ένωσης, η ενθαλπία είναι μια ενδόθερμη διαδικασία που λαμβάνει χώρα στην πλευρά του αντιδρώντος του τύπου. Αντίθετα, η εξώθερμη αντίδραση, ή η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη δημιουργία ενός χημικού δεσμού, αναπαρίσταται στην πλευρά του προϊόντος της εξίσωσης.

Ωστόσο, η συνολική ενθαλπία ενός συστήματος δεν μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια, εκτός εάν πρόκειται για κλειστό σύστημα. Δεδομένου ότι υπάρχουν εξαιρετικά λίγα συστήματα σε πλήρη απομόνωση, η μεταβολή της ενθαλπίας μέσα σε ένα σύστημα υπολογίζεται αντ’ αυτού. Ο τρόπος με τον οποίο κατευθύνεται αυτή η αλλαγή εξαρτάται από το αν η χημική αντίδραση είναι ενδόθερμη ή εξώθερμη. Στο πρώτο, η μεταβολή της ενθαλπίας μετριέται από την ποσότητα ενέργειας που λαμβάνεται στο σύστημα, σε αντίθεση με την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται στο δεύτερο. Η τιμή της μεταβολής της ενθαλπίας σε κάθε αντίδραση είναι η ίδια και εκφράζεται ως +ve ή –ve.