键结断裂

在化学中，键断裂或键裂变是化学键的分裂。 当一个分子被切割成两个或多个片段时，这通常可以称为解离。

一般来说，键断裂分为两类：均裂和异裂，这取决于过程的性质。 σ 键的三重态和单重态激发能可用于确定键是否遵循均裂或异裂途径。 金属-金属σ键是个例外，因为该键的激发能极高，因此不能用于观察目的。

在某些情况下，键断裂需要催化剂。 由于 C-H 键的键离解能很高，约为 100 kcal/mol (420 kJ/mol)，因此需要大量能量才能从碳中裂解氢原子并将不同的原子键合到碳上。

在均裂或均裂中，裂解的共价键中的两个电子在产物之间平均分配。 此过程也称为均裂裂变或自由基裂变。 键的键解离能是均裂键裂解键所需的能量。 这种焓变是粘合强度的一种量度。

σ键的三重态激发能是均裂解离所需的能量，但由于三重态电子之间的排斥，实际激发能可能高于键解离能。

在异质裂解或异质裂解中，键以这样一种方式断裂，即最初共享的电子对保留在其中一个片段中。 因此，一个碎片获得一个电子，同时具有两个成键电子，而另一个碎片失去一个电子。 这个过程也被称为离子裂变。

σ键的单线态激发能是异裂解离所需的能量，但由于两个离子碎片之间的库仑引力，实际的单线态激发能可能低于异裂的键解离能。 硅-硅σ键的单线态激发能低于碳-碳σ键，尽管它们的键强度分别为80kJ/mol和70kJ/mol，因为硅比碳具有更高的电子亲和力和更低的电离势。

杂解自然发生在涉及电子供体配体和具有空轨道的过渡金属的反应中。

在开环过程中，裂解的分子保持为一个单元。 键断裂，但两个片段仍与结构的其他部分相连。 例如，环氧化物环可以通过其中一个极性碳-氧键的异裂解来打开，得到单一的无环结构。

在生物化学中，通过分裂内部键来分解大分子的过程是分解代谢。 催化键断裂的酶被称为裂合酶，除非它们通过水解或氧化还原作用，在这种情况下它们分别被称为水解酶和氧化还原酶。

在蛋白质组学中，切割剂用于蛋白质组分析，其中蛋白质被切割成更小的肽片段。 所用切割剂的实例是溴化氰、胃蛋白酶和胰蛋白酶。