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Por qué la formación de compuestos jónicos es exotérmica

The formation of ionic compounds is exothermic because the ionic bonds give stability to the atoms. The excess energy is released as heat.

¿Alguna vez te has preguntado por qué la formación de compuestos iónicos es exotérmica?? La respuesta rápida es que el compuesto iónico resultante es más estable que los iones que lo formaron. La energía extra de los iones se libera como calor cuando se forman enlaces iónicos. Cuando se libera más calor de una reacción del necesario para que ocurra, la reacción es exotérmica.

Comprenda la energía de la unión jónica

Los enlaces iónicos se forman entre dos átomos con una gran diferencia de electronegatividad entre sí. Por lo general, esta es una reacción entre metales y no metales. Los átomos son muy reactivos porque no tienen capas de electrones de valencia completa. En este tipo de enlace, un electrón de un átomo se dona esencialmente al otro átomo para llenar su capa de electrones de valencia. El átomo que & amp; quot; lases & amp; quot; su electrón en el enlace se vuelve más estable porque donar el electrón da como resultado una capa de valencia llena o medio llena.& amp; amp; nbsp; La inestabilidad inicial es tan grande para los metales alcalinos y las tierras alcalinas que se requiere poca energía para eliminar el electrón externo (o 2, para las tierras alcalinas) para formar cationes. Los halógenos, por otro lado, aceptan fácilmente los electrones para formar aniones. Si bien los aniones son más estables que los átomos, es aún mejor si los dos tipos de elementos pueden reunirse para resolver su problema energético. Aquí es donde ocurre la unión iónica.

Para comprender realmente qué está sucediendo, considere la formación de cloruro de sodio (sal de mesa) a partir de sodio y cloro. Si toma metal de sodio y gas de cloro, la sal se forma en una reacción espectacularmente exotérmica (como en, don & amp; apos; t intente esto en casa). La ecuación química iónica equilibrada es:

2 Na (s) + Cl2 (g) & amp; # x2192; 2 NaCl (s)

El NaCl existe como una red cristalina de iones de sodio y cloro, donde el electrón extra de un átomo de sodio se llena en el & amp; quot; hole & amp; quot; necesario para completar un átomo de cloro y una cubierta externa de electrones. Ahora, cada átomo tiene un octeto completo de electrones. Desde el punto de vista energético, esta es una configuración altamente estable. Al examinar la reacción más de cerca, puede confundirse porque:

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La pérdida de un electrón de un elemento es siempre endotérmica (porque se necesita energía para eliminar el electrón del átomo.

Na & amp; # x2192; Na + + 1 e- & amp; # x394; H = 496 kJ / mol

Mientras que la ganancia de un electrón por un no metal generalmente es exotérmica (la energía se libera cuando el no metal gana un octeto completo).

Cl + 1 e- & amp; # x2192; Cl- & amp; # x394; H = -349 kJ / mol

Entonces, si simplemente hace los cálculos, puede ver que la formación de NaCl a partir de sodio y cloro requiere la adición de 147 kJ / mol para convertir los átomos en iones reactivos. Sin embargo, sabemos que al observar la reacción, se libera energía neta. Qué está pasando?

La respuesta es que la energía extra que hace que la reacción sea exotérmica es la energía de la red. La diferencia en la carga eléctrica entre los iones de sodio y cloro hace que se sientan atraídos el uno al otro y se muevan el uno hacia el otro. Finalmente, los iones cargados de manera opuesta forman un enlace iónico entre sí. La disposición más estable de todos los iones es una red de cristal. Para romper la red NaCl (la energía de la red) se requieren 788 kJ / mol:

NaCl (s) & amp; # x2192; Na + + Cl- & amp; # x394; Hlattice = +788 kJ / mol

Formar el enrejado invierte el signo en la entalpía, por lo que & amp; # x394; H = -788 kJ por mol. Entonces, aunque se necesitan 147 kJ / mol para formar los iones, la formación de celosía libera mucha más energía . El cambio neto de entalpía es -641 kJ / mol. Por lo tanto, la formación del enlace iónico es exotérmica. La energía del enrejado también explica por qué los compuestos iónicos tienden a tener puntos de fusión extremadamente altos.

Los iones poliatómicos forman enlaces de la misma manera. La diferencia es que considera el grupo de átomos que forma ese catión y anión en lugar de cada átomo individual.

& amp; # x203A; Ciencias

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