พลังงานพันธะของสารโคเวเลนต์ คือ พลังงานที่จำเป็นในการแยกอะตอมคู่ร่วมพันธะออกจากกัน พลังงานพันธะจะแปรผันตามปัจจัยหลายประการ เช่น
- ธรรมชาติของอะตอมคู่ร่วมพันธะ
- ความเป็นคู่ของพันธะ
โดยทั่วไป พลังงานพันธะจะสูงเมื่ออะตอมคู่ร่วมพันธะมีค่าความต่างศักย์อิเล็กตรอนสูง ตัวอย่างเช่น พลังงานพันธะระหว่างออกซิเจนกับออกซิเจน (O=O) มีค่าเท่ากับ 498 กิโลจูลต่อโมล ในขณะที่พลังงานพันธะระหว่างไฮโดรเจนกับไฮโดรเจน (H-H) มีค่าเท่ากับ 436 กิโลจูลต่อโมล
พันธะคู่จะมีพลังงานพันธะสูงกว่าพันธะเดี่ยว ตัวอย่างเช่น พลังงานพันธะระหว่างออกซิเจนกับออกซิเจน (O=O) มีค่าเท่ากับ 498 กิโลจูลต่อโมล ในขณะที่พลังงานพันธะระหว่างออกซิเจนกับไฮโดรเจน (O-H) มีค่าเท่ากับ 436 กิโลจูลต่อโมล
ตารางแสดงพลังงานพันธะระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะบางคู่ในสารโคเวเลนต์
| อะตอมคู่ร่วมพันธะ | พลังงานพันธะ (กิโลจูลต่อโมล) |
|---|---|
| H-H | 436 |
| H-C | 413 |
| H-O | 463 |
| C-C | 347 |
| C-H | 413 |
| N-N | 941 |
| N-H | 391 |
| O-O | 498 |
| O-H | 463 |
| F-F | 158 |
| F-H | 565 |
พลังงานพันธะเป็นสมบัติที่สำคัญของสารโคเวเลนต์ เนื่องจากมีผลต่อสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสาร เช่น ความดันไอ จุดเดือด จุดหลอมเหลว การนำไฟฟ้า เป็นต้น
สมบัติทางกายภาพของสารโคเวเลนต์ที่เป็นผลมาจากพลังงานพันธะ ได้แก่
- ความดันไอต่ำ เนื่องจากโมเลกุลของสารโคเวเลนต์มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลต่ำ โมเลกุลจึงเคลื่อนที่ได้ง่ายและเกิดการชนกันบ่อยครั้ง ส่งผลให้ความดันไอต่ำ
- จุดเดือดต่ำ เนื่องจากโมเลกุลของสารโคเวเลนต์มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลต่ำ โมเลกุลจึงต้องการพลังงานน้อยในการแยกออกจากกัน ส่งผลให้จุดเดือดต่ำ
- จุดหลอมเหลวต่ำ เนื่องจากโมเลกุลของสารโคเวเลนต์มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลต่ำ โมเลกุลจึงต้องการพลังงานน้อยในการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว ส่งผลให้จุดหลอมเหลวต่ำ
- การนำไฟฟ้าต่ำ เนื่องจากสารโคเวเลนต์ไม่มีอิเล็กตรอนอิสระ จึงไม่นำไฟฟ้า
สมบัติทางเคมีของสารโคเวเลนต์ที่เป็นผลมาจากพลังงานพันธะ ได้แก่
- ปฏิกิริยาเคมีของสารโคเวเลนต์ส่วนใหญ่เป็นการแตกหักพันธะระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะและการสร้างพันธะใหม่ระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะอื่น
- ปฏิกิริยาเคมีของสารโคเวเลนต์มักเกิดได้ง่ายเมื่ออะตอมคู่ร่วมพันธะมีพลังงานสูง
พลังงานพันธะสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในการคำนวณพลังงานความร้อนจำเพาะของสารโคเวเลนต์ การคำนวณความเร็วเสียงในสารโคเวเลนต์ และการคำนวณค่าคงที่สมการทางเคมี