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Woher kommt die benötigte Energie für Na + Cl -> NaCl?

Fragen rund um die anorganische Chemie (inkl. Ionenlotto)

Moderator: Chemiestudent.de Team

PaulCh

Woher kommt die benötigte Energie für Na + Cl -> NaCl?

Beitrag von PaulCh »

The energy required to transfer an electron from a sodium atom to a chlorine atom (the difference of the 1st ionization energy of sodium and the electron affinity of chlorine) is small: +495.8 − 349 = +147 kJ mol−1. This energy is easily offset by the lattice energy of sodium chloride: −783 kJ mol−1. This completes the explanation of the octet rule in this case.
Woher kommen in der Realität diese +147 kJ/mol die sozusagen zum Start benötigt werden? Und ich verstehe die Formulierung auch nicht ganz das dass am Ende ausgeglichen wird durch die Gitterenergie, ist ja nicht so als würden die 147 kJ/mol Aufnahme und 783 kJ/mol Abgabe von Energie gleichzeitig ablaufen so das die 147kJ/mol aus den 783kJ/mol genommen werden können oder?

Chronologisch muss doch zuerst diese kleine Energie reingesteckt werden und erst danach kann durch die ionische Bindung 783 kJ/mol abgegeben werden (?)
PaulCh

Re: Woher kommt die benötigte Energie für Na + Cl -> NaCl?

Beitrag von PaulCh »

Nachtrag: Ähnliches Problem mit der Ionisationsenergie die ja mit der freiwerdenen Elektronenaffinitätsenergie verrechnet wird, wie kann das gehen? Ist Abgabe und Aufnahme von Energie dort auch irgendwie gleichzeitig? Prinzipiell müsste ich doch auch erst volle +495.8kJ/mol reinstecken, danach werden erst 349kJ/mol frei (und danach natürlich noch die 783kJ/mol).
PaulCh

Re: Woher kommt die benötigte Energie für Na + Cl -> NaCl?

Beitrag von PaulCh »

2. Nachtrag: Für mich bedeutet Kompensieren sowas wie ich variiere den Abfluss meines Waschbeckens so das dadurch die Wasserzufuhr kompensiert wird und sich deswegen kein Stau aufbaut, beides muss dafür gleichzeitig passieren, Zufluss und Abfluss.
Chemik-Al

Re: Woher kommt die benötigte Energie für Na + Cl -> NaCl?

Beitrag von Chemik-Al »

Zur Verdeutlichung:du unterteilst die Gesamtreaktion in die einzelnen Schritte(wie im Born-Haber-Kreis notwendig) und siehst Einzelreaktionen mit mal positiver,mal negativer Einzelreaktionsenthalpie.Nun die Frage,wie ein späterer Schritt überhaupt stattfinden kann,wenn die Reaktionsenthalpie eines vorangegangenen Schrittes positiv ist.
Nach meinem Wissen muß man hier über die Teilchenebene und statistische Verteilung heran gehen.Im Sinne der Aktivierungsenergie wird das hier erklärt:https://aklectures.com/lecture/strong-a ... -formation .
Dabei ist zu beachten,daß die Stabilität von "NaCl" größer als Feststoff größer ist als die eines "NaCl-Moleküls".
Die Gitterenergie macht den Unterschied der Stablitäten aus:https://chemed.chem.purdue.edu/genchem/ ... ydoes.html .
Interessant dazu vielleicht der Vegleich der bildung von NaCl und MgCl2:
https://chem.libretexts.org/Bookshelves ... ber_Cycles .

Chemik-Al.
PaulCh

Re: Woher kommt die benötigte Energie für Na + Cl -> NaCl?

Beitrag von PaulCh »

@Chemik-Al danke! Ja ich habe von jemand anderem auch folgende Antwort auf die Frage bekommen:
This is misleading, as ionization energies are determined in the gas phase as completely isolated atoms and ions.

In reality, you never have to put in that energy from the difference in ionization energy and electron affinity because the electron transfer *occurs in contact*. As the electron is transferred, the Coulombic attraction (a big part of the lattice energy) is already present because the Na and Cl are already in contact with each other!
(https://www.reddit.com/r/chemhelp/comme ... are_button)

Hier wird behauptet das der pure Kontakt bereits ausreicht ohne das dazu überhaupt Energie gebraucht wird (??) (Da Frage ich mich wozu überhaupt die Aktivierungsenergie die von dem aklectures Video das du verlinkt hast genutzt wird?)

Andere haben mich auch auf den Quantentunneleffekt hingewiesen (https://chemistry.stackexchange.com/que ... 418_169281)

Diese Frage beunruhigt mich jetzt schon mehrere Tage und in vielen Büchern zur physikalischen Chemie oder allgemeinen Chemie finde ich unter den Abschnitten zur ionischen Bindung immer das gleiche... Immer bloß die Bilanzen von Energie zu und Abgabe, Einführungen zum Born Harbert Zyklus etc. und ich weiss nicht so Recht unter was ich schauen muss. Statistische Thermodynamik? Quantenmechanik? Reaktions Kinetik? Irgendein Werk über Chemische Reaktivität und Stabilität? Oder vielleicht doch ein pures Buch über Teilchenphysik? :(
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