Информация

Формирование ионных соединений экзотермически

Формирование ионных соединений экзотермически


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Задумывались ли вы, почему образование ионных соединений является экзотермическим? Быстрый ответ заключается в том, что полученное ионное соединение является более стабильным, чем ионы, которые его образовали. Дополнительная энергия ионов выделяется в виде тепла при образовании ионных связей. Когда в результате реакции выделяется больше тепла, чем необходимо, реакция является экзотермической.

Понять энергию ионной связи

Ионные связи образуются между двумя атомами с большой разницей в электроотрицательности между собой. Как правило, это реакция между металлами и неметаллами. Атомы настолько реактивны, потому что у них нет полных валентных электронных оболочек. При таком типе связи электрон от одного атома по существу передается другому атому, чтобы заполнить его валентную электронную оболочку. Атом, который «теряет» свой электрон в связи, становится более устойчивым, потому что отдача электрона приводит к заполненной или наполовину заполненной валентной оболочке. Начальная нестабильность для щелочных металлов и щелочноземельных металлов настолько велика, что для удаления внешнего электрона (или 2 для щелочноземельных металлов) требуется мало энергии для образования катионов. Галогены, с другой стороны, легко принимают электроны, чтобы сформировать анионы. Хотя анионы более стабильны, чем атомы, еще лучше, если два типа элементов могут собраться вместе для решения энергетической проблемы. Здесь происходит ионная связь.

Чтобы действительно понять, что происходит, рассмотрим образование хлорида натрия (поваренной соли) из натрия и хлора. Если вы принимаете металлический натрий и газообразный хлор, соль образует удивительно экзотермическую реакцию (например, не пытайтесь делать это дома). Сбалансированное ионно-химическое уравнение:

2 Na (s) + Cl2 (г) → 2 NaCl (s)

NaCl существует в виде кристаллической решетки ионов натрия и хлора, где дополнительный электрон из атома натрия заполняет «дыру», необходимую для заполнения внешней электронной оболочки атома хлора. Теперь у каждого атома есть полный октет электронов. С энергетической точки зрения это очень стабильная конфигурация. Изучив реакцию более внимательно, вы можете запутаться, потому что:

Потеря электрона от элемента всегда эндотермический (потому что энергия необходима для удаления электрона из атома.

Na → Na+ + 1 е- ΔH = 496 кДж / моль

В то время как усиление неметалла электроном обычно является экзотермическим (энергия высвобождается, когда неметалл получает полный октет).

Cl + 1 е- → Cl- ΔH = -349 кДж / моль

Итак, если вы просто выполните математику, вы увидите, что для образования NaCl из натрия и хлора требуется 147 кДж / моль, чтобы атомы превратились в реакционноспособные ионы. Тем не менее, мы знаем, наблюдая за реакцией, чистая энергия высвобождается. Что происходит?

Ответ заключается в том, что дополнительная энергия, которая делает реакцию экзотермической, - это энергия решетки. Разница в электрическом заряде между ионами натрия и хлора заставляет их притягиваться друг к другу и двигаться навстречу друг другу. В конце концов, противоположно заряженные ионы образуют ионную связь друг с другом. Наиболее устойчивое расположение всех ионов - кристаллическая решетка. Для разрушения решетки NaCl (энергии решетки) требуется 788 кДж / моль:

NaCl (s) → Na+ + Cl- & delta; Hрешетка = +788 кДж / моль

Формирование решетки меняет знак энтальпии, поэтому ΔH = -788 кДж на моль. Таким образом, хотя для образования ионов требуется 147 кДж / моль, гораздо более энергия высвобождается при образовании решетки. Чистое изменение энтальпии составляет -641 кДж / моль. Таким образом, образование ионной связи является экзотермическим. Энергия решетки также объясняет, почему ионные соединения имеют тенденцию иметь чрезвычайно высокие температуры плавления.

Многоатомные ионы образуют связи практически одинаково. Разница в том, что вы рассматриваете группу атомов, которая образует этот катион и анион, а не каждый отдельный атом.


Смотреть видео: Реакции свободных радикалов (October 2022).

Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos