Si las fuerzas intramoleculares son más fuertes que las fuerzas intermoleculares, ¿por qué ciertos compuestos se descomponen al calentarse y no al fundirse?

Si bien es cierto que las fuerzas intramoleculares son mucho más fuertes, no es cierto que cuando todas las sustancias se exponen al calor, pasan por el mismo proceso: fusión, enlaces intramoleculares rotos y luego ruptura de los enlaces intermoleculares. No todas las sustancias actúan de esa manera. A veces, la molécula está diseñada de tal manera que el calor suficiente para causar cambios químicos en las moléculas es en realidad más bajo que el calor necesario para afectar las energías intermoleculares que unen las moléculas entre sí.

Un gran ejemplo es el papel. Se necesita una gran cantidad de calor para que la celulosa en el papel comience a “derretirse” y a romperse los enlaces intramoleculares debido a que se inserta demasiada energía en la molécula. En cambio, a 451 grados Fahrenheit (¿cómo sé ese número?), La celulosa tendrá suficiente energía molecular para combinarse con el oxígeno ambiental en el aire, y se produce una rápida oxidación (quema). Por lo tanto, el papel se “quema” antes de derretirse, aunque su energía intermolecular no es tan alta, es lo suficientemente alta como para que no se rompa antes de 451 grados, cuando la molécula se oxida.

Más o menos lo mismo con el almidón, aunque el “almidón” es en realidad dos moléculas diferentes, amilosa y amilopectina. El proceso de descomposición de la molécula de almidón cuando se expone al calor seco, llamado dextrinización ya que terminas con moléculas de dextrina, tiene un menor nivel de energía necesaria para iniciar el proceso, que la energía necesaria para “derretir” las moléculas de almidón.

Las reacciones químicas exotérmicas, como las descomposiciones y la combustión, implican energías relativamente grandes.

Las energías de activación como chispas y aumentos de temperatura que desencadenan reacciones implican energías más pequeñas o pequeñas explosiones de alta energía.

Los cambios físicos como la fusión implican energías más bajas que los cambios químicos.

Entonces, la causa y el efecto que está sugiriendo, o la idea de fusión y descomposición como algún tipo de “alternativas” está mal. (Lo siento si sueno contundente).

Es solo una coincidencia en términos prácticos. Sucede que una gran cantidad de comportamiento y propiedades de las que eres testigo se ven así, porque la energía de activación de las reacciones químicas a menudo coincide con las temperaturas que también provocan la fusión.

Podría darle un catálogo de contraejemplos. El yodo no se derrite ni se descompone. El hielo seco tampoco. La potencia del arma se descompone en la fase sólida. El nitrógeno sólido se derrite a temperaturas extremadamente frías. Y así.

Pero en lugar de contraejemplos, ya sabemos que los principios están separados.

Sin embargo, en el contexto más amplio de la evolución, puedo ser una coincidencia menor de lo que pensamos. Los sistemas que pierden el orden y también se descomponen en rangos de energía similares pueden ser seleccionados biológicamente, ¡eso es un pensamiento interesante!

Vea ¿Por qué la madera no se derrite en un líquido al calentarla?

Los científicos de materiales señalan que solo los metales y las cerámicas se funden consistentemente antes de la descomposición. Algunos polímeros se derretirán, otros simplemente se volverán suaves y viscosos, otros se quemarán mucho antes de su punto de fusión.

El almidón como la madera en realidad arde. El almidón calentado reacciona con el oxígeno y otros compuestos en el aire para formar dióxido de carbono (y algo de monóxido de carbono), agua y carbono en forma de carbón.

La explicación más simple (parte de) sería que las moléculas de biopolímeros como el almidón son muy grandes y probablemente también se “enredan” entre sí. Por lo tanto, no pueden comenzar a fluir (= derretirse) fácilmente como la mayoría de las cosas (orgánicas) que están hechas de moléculas mucho más pequeñas.

Porque reaccionan con oxígeno … Creo que si lo calientas en ausencia de él, puede derretirse. Como casi todos los elementos tienen un punto de fusión.