Ο ιωνικός δεσμός είναι εξωθερμικός επειδή η συσκευασία αντίθετα φορτισμένων ιόντων σε κρυσταλλική δομή το καθιστά εξαιρετικά σταθερό.
Μπορούμε να εξετάσουμε το σχηματισμό του NaCl όπως συμβαίνει σε βήματα.
- Na (s) Na (g); ΔΗ = 107,3 kJ / mol
- Na (g) Να + (g) + e-; ΔΗ = 495,8 kJ / mol
- ½Cl2 (g) - Cl (g). ΔΗ = 121,7 kJ / mol
- Cl (g) + e -> Cl- (g); ΔΗ = -348,8 kJ / mol
Επομένως απαιτεί 376,0 kJ για τη μετατροπή 1 mol Na και ½ mol Cl2 σε 1 mol έκαστου αερίου ιόντων Na + και Cl-.
ο πλέγμα ενέργειας
Για το NaCl, NaCl (s) Na + (g) + Cl- (g);
Για την αντίστροφη αντίδραση, Na + (g) + Cl- (g) NaCl (s). ΔΗ = -787,3 kJ / mol
Έτσι, ο σχηματισμός των ιόντων από Na (s) και ½Cl2 (g) απαιτεί την είσοδο των +376,0 kJ / mol.
Όταν τα ιόντα αυτά ενσωματώνονται στο πλέγμα αλάτων, απελευθερώνουν -787,3 kJ / mol, για συνολική εξώθερμη απελευθέρωση -411,3 kJ / mol.
Μπορείτε να δείτε ότι η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν συνδυάζονται τα ιόντα στον κρύσταλλο κάνει την ιοντική σύνδεση εξωθερμική.
Τι είναι ιοντική συγκόλληση;
Οι ιωνικοί δεσμοί δημιουργούνται με ηλεκτροχημική έλξη μεταξύ ατόμων αντίθετων φορτίων, ενώ μοριακοί δεσμοί (γνωστός και ως ομοιοπολικοί δεσμοί) δημιουργούνται από άτομα που μοιράζονται ηλεκτρόνια για να ολοκληρώσουν τον κανόνα του οκτάτη. Μία ιονική ένωση δημιουργείται μέσω της ηλεκτροχημικής έλξης μεταξύ ενός θετικά φορτισμένου μετάλλου ή κατιόντος και ενός αρνητικά φορτισμένου μη-μετάλλου ή ανιόντος. Αν τα φορτία του κατιόντος και του ανιόντος είναι ίσα και αντίθετα, θα προσελκύσουν ο ένας τον άλλο όπως τους θετικούς και αρνητικούς πόλους ενός μαγνήτη. Ας πάρουμε την ιοντική φόρμουλα για το χλωριούχο ασβέστιο είναι CaCl
Γιατί η καύση του ξύλου είναι εξωθερμική; Νόμιζα ότι το ξύλο παίρνει θερμότητα για να καεί, ως εκ τούτου ενδόθερμο. Ωστόσο, εκπέμπει στη συνέχεια θερμότητα που την καθιστά εξωθερμική. Ποιο είναι;
Η καύση του ξύλου στον αέρα είναι μια εξώθερμη διαδικασία (απελευθερώνει θερμότητα), αλλά υπάρχει ένα φράγμα ενέργειας, οπότε απαιτεί λίγο θερμότητα στην αρχή για να ξεκινήσει η αντίδραση. Το ξύλο αντιδρά με οξυγόνο στον αέρα για να σχηματίσει (ως επί το πλείστον) διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς. Η διαδικασία περιλαμβάνει πολλές διαφορετικές μεμονωμένες χημικές αντιδράσεις και απαιτεί κάποια ενέργεια για την εκκίνηση των αντιδράσεων. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι συνήθως απαραίτητο να σπάσουν ορισμένους χημικούς δεσμούς (ενδοθερμικοί) πριν να σχηματιστούν νέοι ισχυρότεροι δεσμοί (εξώθερμος). Συνολικά, ωστόσο, απελευθερών
Γιατί η ιονική συγκόλληση είναι ισχυρότερη από την ομοιοπολική;
Ιοντική σύνδεση δημιουργεί ένα δίκτυο πολλαπλών δεσμών. Η δύναμη ενός μοναδικού ομοιοπολικού δεσμού απαιτεί περισσότερη ενέργεια για να σπάσει από έναν μόνο ιοντικό δεσμό. Ωστόσο, οι ιονικοί δεσμοί σχηματίζουν κρυσταλλικά δίκτυα όπου ένα θετικό ιόν μπορεί να συγκρατηθεί στη θέση του με έξι αρνητικά φορτία. Αυτό κάνει την ιοντική συγκόλληση ισχυρότερη. Το σημείο τήξης μιας ιοντικής ένωσης θα είναι μεγαλύτερο από το σημείο τήξης μιας ομοιοπολικής ένωσης. Η ζάχαρη θα λιώσει πολύ πιο εύκολα από ό, τι το αλάτι (χλωριούχο νάτριο). Ωστόσο, οι ομοιοπολικοί δεσμοί στη ζάχαρη περιέχουν περισσότερη ενέργεια από τους δεσμούς στο αλάτι