¿Por qué se libera energía cuando se forma un compuesto iónico?

Por convención de signos para energía, un valor negativo de energía implica que el sistema libera energía, y un valor positivo implica que el sistema absorbe energía.

Para la formación de un catión, un elemento necesita perder su (s) electrón (es) de valencia que requiere energía. Por lo tanto, se suministra energía al átomo (valor positivo para la energía) para formar el catión, y esta energía se llama entalpía de ionización. Para la formación de un anión, un elemento necesita ganar electrones. Aquí, la energía puede ser suministrada al átomo o liberada por el átomo, y esta energía se llama entalpía de ganancia de electrones.

Se dice que los enlaces iónicos se forman fácilmente por átomos con un valor de entalpía de ganancia de electrones altamente negativo, ya que la convención de signos para la energía aplicada aquí implica que el átomo libera energía cuando gana electrones y, por lo tanto, no es necesario suministrar energía por una fuente externa que favorece la fácil formación de enlaces. Aquí mismo, podemos concluir que la energía asociada con la formación de un enlace iónico = la suma de la entalpía de ionización y la entalpía de ganancia de electrones es principalmente negativa y, por lo tanto, el sistema libera energía. Pero debido a la atracción electrostática entre los iones, la energía total del sistema disminuye aún más a medida que la energía potencial de un sistema de cargas disminuye cuando las partículas con carga opuesta se acercan entre sí. Por lo tanto, la energía total asociada con la formación de un enlace iónico es de valor negativo, o en otras palabras, se libera energía.

Piénselo en partes que inicialmente están infinitamente separadas. Se necesita tanta energía para ionizar el catión, lo que podemos llamar la energía de ionización IE. Esa energía tiene que ser de entrada. El electrón ahora se transfiere a lo que será el anión, y la energía se recupera aquí hasta cierto punto porque el electrón entrante puede polarizar el sistema y los otros electrones tienden a ser repelidos por él, lo que deja parte de la carga nuclear disponible para mantener el electrón entrante Llama a eso EA. Entonces, el cambio de energía neta en este punto es IE – EA, y esto es muy positivo, por lo que en esta etapa no se libera energía, y de hecho tuvo que encontrarse en otro lugar.

Sin embargo, los dos iones no están separados en el infinito, así que únelos. La carga opuesta se atrae, por lo que hay una fuerte liberación de energía potencial V, que es negativa. Finalmente, los iones no están en el vacío, por lo que polarizan su entorno, que puede ser solvente, de modo que la energía PE es muy negativa. El cambio de energía general es IE – EA – V – PE, y el total es fuertemente negativo y, por lo tanto, la energía se libera como calor.

Generalmente, cada vez que se libera energía en una reacción, ya sea química o nuclear, es porque se forma una estructura más estable.

En este escenario, se requiere una cierta cantidad de energía, A, para eliminar una cantidad de electrones del átomo electropositivo (dado que retira una carga negativa de un núcleo positivo, deberá ingresar energía), y otra cantidad de la energía B se libera cuando dichos electrones se “colocan” en el átomo electronegativo (lo contrario).

Luego, se libera algo de energía cuando los dos iones cargados se unen en un compuesto (las cargas opuestas se atraen, la estructura estable, por lo tanto, se libera energía), llamémosla C.

En este punto, la producción total de energía es A + CB, que es positiva para cualquier compuesto estable.

Cuando se forma cualquier compuesto iónico, todos los elementos que constituyen el compuesto obtienen su capa de valencia completa al ganar o perder el e-.

Entonces, en este proceso se vuelven mucho más estables que su etapa anterior.

Sabemos que la estabilidad es inversamente proporcional a la energía. así que cuando se estabilice irradiará energía.

Supongo que es una reacción de fusión, tal vez como el hidrógeno convirtiéndose en helio en el sol. O es cuando las capas externas de electrones se unen y forman un compuesto que necesita energía para unirse. Realmente no lo se.