De hecho, el O2 tiene su orbital externo lleno. H2 también tiene su orbital externo lleno, por lo que ambos son estables. Sin embargo, el H2O tiene una energía más baja que la mezcla de 2 partes de H2 y una parte de O2.
Seamos más específicos. La energía de enlace (energía requerida para romper un enlace) para el enlace OH es 467 kJ / mol. Hay dos enlaces, por lo que la energía que se necesitaría para convertir 1 mol de H2O en átomos es de 934 kJ
Las cifras para los elementos son: HH 432 kJ; O = O 495 kJ
- ¿Son importantes los ojos en química?
- ¿Qué debo hacer para ser fuerte en química?
- ¿Es el propileno / ciclohexano menos ácido que el ciclohexanol?
- Describa la hibridación en alcano, alqueno y alquino.
- ¿Cómo reaccionan los reactivos de Grignard con etanol?
Tomar 2 moles de H2 y 1 mol de O2 requeriría 1359 kJ
Tomar 2 moles de H2O daría el mismo número de átomos y requeriría 1868 kJ.
Por lo tanto, el vapor de agua está en un estado de energía más bajo que los elementos porque tomaría más energía elevarlo al mismo estado atómico.
Para decirlo de otra manera, el mismo número de átomos podría convertirse en los elementos con la liberación de 1359 kJ o la mayor liberación de 1868 kJ, la diferencia es 509 kJ o 255 kJ / mol.
No toda esta energía se libera como calor: también hay un cambio en la entropía debido a la formación de la estructura más compleja del agua. Así, el calor liberado (calor de formación de agua) es de 241 kJ / mol.
Entonces, ¿qué sucede cuando estos dos gases se mezclan? Generalmente nada. La termodinámica (arriba) explica el estado final pero no qué tan rápido llega allí.
Como es bien sabido, se requiere una chispa. (O alguna otra energía suficiente para romper enlaces.) El enlace más débil es HH, por lo que se liberan átomos de H conocidos como radicales libres.
Algunos de estos se combinan con moléculas de oxígeno que dan HO2, que tiende a descomponerse en radicales libres de HO y O. Entonces H + OH da H2O. Mientras tanto, los radicales O pueden reaccionar con hidrógeno para dar H + OH. Otras reacciones son:
H2 + OH = H2O + H
O + H2O = OH + OH
Tenga en cuenta que la cantidad de radicales libres tiende a aumentar, y la generación de moléculas de agua libera energía al sistema, elevando la temperatura y la velocidad a la que las moléculas colisionan. Así, el proceso se acelera como combustión o explosión. (Hay muchas otras reacciones que tienen lugar, pero estas son las principales).
Lo mismo se aplica a los óxidos de otros elementos, que generalmente tienen una energía más baja que el elemento y el oxígeno. En términos más generales, los compuestos químicos tienden a completar la cubierta externa de una manera más eficiente que simplemente combinando el mismo elemento.
