Інформація

Утворення іонних сполук Екзотермічне

Утворення іонних сполук Екзотермічне


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.

Ви ніколи не замислювалися над тим, чому утворення іонних сполук екзотермічне? Швидка відповідь полягає в тому, що отримана іонна сполука є більш стійкою, ніж іони, які її утворили. Додаткова енергія від іонів виділяється у вигляді тепла, коли утворюються іонні зв’язки. Коли від реакції виділяється більше тепла, ніж потрібно, щоб вона відбулася, реакція є екзотермічною.

Зрозумійте енергію іонного зв’язку

Іонні зв’язки утворюються між двома атомами з великою різницею електронегативності між собою. Як правило, це реакція між металами та неметалами. Атоми настільки реактивні, оскільки не мають повної валентної електронної оболонки. У цьому типі зв’язку електрон від одного атома по суті дарується другому атому для заповнення його валентної електронної оболонки. Атом, який «втрачає» свій електрон у зв’язку, стає більш стійким, оскільки подача електрона призводить до заповненої або наполовину заповненої валентної оболонки. Початкова нестабільність настільки велика для лужних металів і лужних земель, що для видалення зовнішнього електрона (або 2 для лужноземельних земель) потрібно небагато енергії для утворення катіонів. З іншого боку, галогени легко приймають електрони до утворення аніонів. Хоча аніони стабільніші за атоми, ще краще, якщо два типи елементів можуть зібратися разом, щоб вирішити свою енергетичну проблему. Тут відбувається іонне зв’язування.

Щоб дійсно зрозуміти, що відбувається, розглянемо утворення хлориду натрію (кухонної солі) з натрію та хлору. Якщо ви приймаєте газ натрію з металу та хлору, сіль утворюється в ефектно екзотермічній реакції (як, наприклад, не намагайтеся цього робити вдома). Збалансоване іонне хімічне рівняння:

2 Na (s) + Cl2 (g) → 2 NaCl (s)

NaCl існує у вигляді кристалічної решітки іонів натрію та хлору, де зайвий електрон з атома натрію заповнює «дірку», необхідну для заповнення зовнішньої електронної оболонки атома хлору. Тепер кожен атом має повний октет електронів. З енергетичної точки зору, це дуже стабільна конфігурація. Більш уважно вивчивши реакцію, ви можете заплутатися, оскільки:

Втрата електрона від елемента є завжди ендотермічний (адже енергія потрібна для видалення електрона з атома.

Na → Na+ + 1 е- ΔH = 496 кДж / моль

У той час як посилення електрона неметалом зазвичай екзотермічне (енергія вивільняється, коли неметал набирає повний октет).

Cl + 1 е- → Кл- ΔH = -349 кДж / моль

Отже, якщо ви просто займаєтеся математикою, ви можете бачити, що для формування NaCl з натрію та хлору фактично потрібно додати 147 кДж / моль, щоб перетворити атоми в реакційноздатні іони. Однак ми знаємо, що спостерігаючи за реакцією, чиста енергія вивільняється. Що відбувається?

Відповідь полягає в тому, що додаткова енергія, яка робить реакцію екзотермічною, - це енергія решітки. Різниця електричного заряду між іонами натрію та хлору призводить до того, що вони притягуються один до одного і рухаються назустріч один одному. Зрештою, протилежно заряджені іони утворюють один з одним іонний зв’язок. Найбільш стійке розташування всіх іонів - це кристалічна решітка. Для розриву ґратки NaCl (енергії решітки) потрібно 788 кДж / моль:

NaCl → Na+ + Кл- ΔHрешітки = +788 кДж / моль

Формування решітки обертає знак на ентальпії, тому ΔH = -788 кДж на моль. Отже, навіть якщо для утворення іонів потрібно 147 кДж / моль, набагато більше енергія вивільняється утворенням грат. Чиста зміна ентальпії становить -641 кДж / моль. Таким чином, утворення іонного зв’язку екзотермічне. Енергія ґрат також пояснює, чому іонні сполуки мають надзвичайно високу температуру плавлення.

Поліатомні іони утворюють зв’язки майже однаково. Різниця полягає в тому, що ви розглядаєте групу атомів, яка утворює цей катіон та аніон, а не кожен окремий атом.


Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos