2.10 : Bindungsdissoziationsenergie und Aktivierungsenergie

Die Bindungsenergie ist die Energie, die erforderlich ist, um eine Bindung homolytisch aufzubrechen. Diese Werte werden normalerweise in der Einheit kcal/mol oder kJ/mol ausgedrückt und als Bindungsdissoziationsenergien bezeichnet, wenn sie für bestimmte Bindungen angegeben werden, oder als durchschnittliche Bindungsenergien, wenn sie für einen bestimmten Bindungstyp über viele Verbindungen hinweg angegeben werden. Erstens ist die Bindungsdissoziationsenergie einer Einfachbindung schwächer als die einer Doppelbindung, die wiederum schwächer ist als die einer Dreifachbindung. Zweitens bildet Wasserstoff relativ starke Bindungen mit Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Schließlich sind Einfachbindungen zwischen Atomen desselben Elements mit Ausnahme von Kohlenstoff und Wasserstoff relativ schwach. Bei Reaktionen zwischen organischen Verbindungen kommt es zum Knüpfen und Lösen von Bindungen. Die Stärke von Bindungen und ihr Widerstand gegen das Brechen sind daher wesentliche Begriffe in der organischen Chemie.

Reaktionen, bei denen Bindungen aufgebrochen werden, durchlaufen einen hochenergetischen Übergangszustand, bevor sie in Produkte umgewandelt werden. Um diesen Übergangszustand zu erreichen, müssen die Reaktantenmoleküle in eine geeignete Richtung ausgerichtet sein und mit einer bestimmten Schwellenenergie versorgt werden. Die Aktivierungsenergie ΔG^‡ ist die Energie, die den Reaktanten zur Verfügung gestellt wird, um sie in den Übergangszustand zu bringen. Damit eine Reaktion stattfinden kann, müssen die reagierenden Moleküle zusammenstoßen oder auf andere Weise miteinander in Wechselwirkung treten. Die notwendige Aktivierungsenergie für den Reaktant-Übergangszustand-Sprung wird durch die kinetische Energie der kollidierenden Teilchen bereitgestellt. Schließlich müssen die kollidierenden Moleküle in einer bestimmten Ausrichtung kollidieren, um die Wirkung der Kollision zu maximieren.