Helmichs Chemie-Lexikon

Bindungsenergie

Die Bindungsenergie (auch Bindungsdissoziationsenergie, Dissoziationsenergie oder Bindungsenthalpie genannt) ist der Energiebetrag, der aufgebracht werden muss, um die beiden Atome einer kovalenten chemischen Bindung homolytisch in zwei Radikale zu trennen.

Die Größe der Bindungsenergie einer kovalenten Bindung hängt von mehreren Faktoren ab, zum Beispiel der Bindungslänge, der Elektronegativität der beiden Atome und natürlich davon, ob es sich um eine Einfach-, eine Doppel- oder sogar um eine Dreifachbindung handelt.

  • Je kürzer die Bindung, desto höher die Bindungsenergie.
  • Je größer der EN-Unterschied, desto polarer die kovalente Bindung und desto höher die Bindungsenergie.
  • Je mehr Einzelbindungen, desto größer die Bindungsenergie (d.h. eine Doppelbindung lässt sich schwerer spalten als eine Einfachbindung).
Bindungsenergien bekannter kovalenter Bindungen

Für eine ausführliche Übersicht gehen Sie bitte auf den Wikipedia-Artikel zur Bindungsenergie. Hier nur ein paar ausgewählte Daten:

  • C-C: 348 kJ/mol
  • C-H: 413 kJ/mol
  • C-O: 358 kJ/mol
  • C=O: 745 kJ/mol
  • C-Cl: 339 kJ/mol
  • O-H: 463 kJ/mol
  • O=O: 498 kJ/mol
Rechnen mit Bindungsenergien, ein Beispiel

Welcher Energiebetrag wird freigesetzt, wenn 1 mol Glucose verbrannt bzw. in einer Zelle oxidiert wird? Zunächst stellen wir die bekannte Reaktionsgleichung auf:

Die Oxidation der Glucose

Dann schauen wir, welche Bindungen gespalten werden müssen: Dazu müsste man sich allerdings das Glucose-Molekül näher anschauen.

Glucose-Molekül mit allen Bindungen

Ein Glucose-Molekül mit allen Bindungen

Im Glucose-Molekül gibt es 5 C-C-Bindungen, 7 C-O-Bindungen, 7 C-H-Bindungen und 5 O-H-Bindungen. In diesen Bindungen "stecken" 5*348 + 7*358 + 7*413 + 5*463 = 9452 kJ/mol.

In den sechs Sauerstoff-Molekülen stecken 6 O=O-Bindungen, das sind noch einmal 6*498 = 2988 kJ/mol.

Es entstehen aber auch neue Bindungen, bei denen wieder Energie freigesetzt wird: 12 C=O-Bindungen und 12 O-H-Bindungen, das sind 12*745 + 12*463 = 14496 kJ/mol.

Für die Homolyse der Bindungen in dem Glucose-Molekül und in den sechs Sauerstoff-Molekülen werden also 9452 + 2988 = 12440 kJ/mol benötigt, während bei der Bildung der neuen Bindungen 14496 kJ/mol freigesetzt werden.

Die Differenz zwischen den "gesprengten" Bindungen und den gebildeten neuen Bindungen beträgt also 2056 kJ/mol - zumindest nach dieser Rechnung, die hoffentlich keinen Fehler enthält. In der Literatur (zum Beispiel SCHLIEPER, Grundfragen der Ernährung) findet man Werte um 2790 kJ/mol, also deutlich höhere Werte als eben berechnet.