Energin som frigörs vid jonbindning
Hej!
Jag har börjat läsa om jonbindning i kemin och det är något som jag inte riktigt förstår. I min lärobok står det att när en atom blir en negativ jon (tar upp en eller flera elektroner) kommer det att frigöras en mängd energi, men att denna mängd energi är mindre än den energi som krävs för att en annan atom ska bli en positiv jon( i boken fanns det ett exempel mellan natrium och klor).
Sedan står det att dessa joner kommer att befinna sig på en högre energinivå än atomerna, det vill säga kloridjonen och natriumjonen kommer ha mer energi än kloratomen och natriumatomen. Varför är det så? Och varför frigörs det energi när en jonförening uppstår?
Skulle vara mycket tacksam om någon kunde förklara detta på ett enkelt sätt och gärna med exempel!
De negativa elektronerna är bundna till den positiva atomkärnan. Om man försöker sära på något med negativ laddning från något med positiv laddning kostar det energi. På motsvarande sätt frigörs det energi om de närmar sig varandra.
En liknande princip gäller för positiva och negativa joner.
Tack så mycket för snabbt svar!
Men varför befinner sig natriumjonen på en högre energinivå i jämförelse med natriumatomen? Beror det möjligtvis på att man tillfört energi för att sära på dess valenselektron från atomkärnan, är det alltså joniseringsenergin som tillförs som gör att natriumjonen får mer energi än en natriumatom?
Och menar du att en kloridjon befinner sig på en högre energinivå än en kloratom för att den attraherat en elektron? Men hur kan i sådana fall en extra elektron tillföra energi?
Det kostar alltid energi när man frigör en elektron från en atom eller en jon. Detta kallas för joniseringsenergi. En av naturens fundamentala krafter säger att positiva och negativa laddningar attraherar varandra och när de närmar sig varandra omvandlas deras potentiella energi till rörelseenergi. Se Coulombs lag.
När man frigör en elektron från en natriumatom måste alltså energi tillföras och en natriumjon + elektron har därför högre energi än en natriumatom.
På motsvarande sätt frigörs det energi när man ”lägger till” en elektron till en atom. Då binds ytterligare en negativ elektron till den positiva atomkärnan. Energin som frigörs kallas för elektronaffinitet.
Om man binder ytterligare en elektron till en kloratom så frigörs alltså energi. En kloratom och en elektron har högre energi än en kloridjon.
Det boken säger är att det kostar mer energi att frigöra en elektron från natrium än man får ut av att binda en elektron till klor.
Det här är dock bara halva bilden, för när man väl har skapat de två jonerna så kommer de att börja binda till varandra. Här är det återigen en positiv och negativ partikel som attraherar och närmar sig varandra så att det frigörs energi. Denna energi kallas för gitterenergi. Energin som frigörs här är mycket större än än den energi som krävdes för att skapa jonerna. Jonföreningen har betydligt lägre energi än atomerna som fanns från början.
Species ordnade efter sjunkande energi:
- Natriumjon + elektron + kloratom
- Natriumjon + kloridjon
- Natriumatom + kloratom
- Natriumklorid
