Welche Kraft erzeugt aus neutralen Atomen Ionen?

Betrachten Sie die Reaktion zwischen Na und Cl zur Bildung von NaCl.

Na gibt ein Elektron ab und "gibt" es an Cl ab, weil dies beide Atome stabiler macht.

Aber welche Kräfte "ziehen" das Elektron von Na nach Cl? Beide Atome sind zu Beginn elektrisch neutral, so dass auf das zu übertragende Elektron keine elektrostatischen Kräfte einwirken.

Da es keine elektrostatischen Kräfte sind, die das Elektron von Na zu Cl ziehen (da beide Atome neutral sind), welche Kraft zieht das Elektron von Na zu Cl, um beide Atome stabiler zu machen?

Die Streitkräfte haben den Decknamen Van-der-Waals-Streitkräfte ( en.wikipedia.org/wiki/Van_der_Waals_force ). Sie sind Überlaufkräfte, da die Elektronenorbitale (en.wikipedia.org/wiki/Atomic_orbitals) nicht den gesamten Raum gleichmäßig abdecken und somit Dipole (siehe @vinay answer), Quadrupole und höhere Momente elektrische Felder zulassen, die anziehend und/oder abstoßend sind manifestieren sich im Raum um das Atom/Molekül herum. Diese erzeugen die chemischen Anziehungen und Abstoßungen. Übrigens ist es das Molekül, das die stabile Konfiguration ist, die Kombination und nicht die einzelnen Atome.
dh die quantenmechanische Lösung des Moleküls hat ein niedrigeres Energieniveau, als wenn die einzelnen Atome unabhängig wären.
Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt ist, dass Reaktionen wie diese selten in elementarer Form auftreten: N A + C l → N A C l . Es ist normalerweise eine Säure-Base-Neutralisation, die im Grunde eine Reaktion von ist N A + Und C l − .
Ihr Standpunkt ist jedoch immer noch gültig: Welche Kraft bewirkt , dass sich das Elektron von Na nach Cl bewegt? Andere zu berücksichtigende Dinge sind: 1) Wenn Sie über eine chemische Reaktion sprechen, geschieht dies normalerweise in sehr sehr kleinen Abständen. Es gibt nicht wirklich viel Bewegung des Elektrons. 2) Elektron ist nicht wirklich ein negativer Ball. Es ist auch eine Welle, was die Sache noch komplizierter macht.
Solange die Energie reduziert ist, können Sie basierend auf dem Hellmann-Feynman-Theorem eine Anziehungskraft ableiten

Antworten (3)

Ihre Interpretation, dass, wenn wir einfach eine haben N A Atom und ein C l Atom würden sie Elektronen austauschen und machen N A C l , ist falsch !

Um den notwendigen Elektronenaustausch durchzuführen, müssen sie sich sehr, sehr nahe kommen, so nahe, dass sich ihre elektronischen Orbitale (Ort, an dem sich Elektronen aufhalten) überlappen, nachdem sie in diese Region gekommen sind. 2 Dinge können passieren

  1. Das zu teilende Elektron hängt irgendwo in der Mitte beider Atome; Dies ist als kovalente Bindung bekannt, die normalerweise zwischen Atomen mit ähnlichen Elektronegativitäten gebildet wird.
  2. Das zu teilende Elektron verschiebt sich zu sehr in Richtung eines Atoms; Dies ist als Ionenbindung bekannt, die normalerweise zwischen Atomen mit unterschiedlichen Elektronegativitäten gebildet wird.

Jetzt kommt es ständig zu Kollisionen zwischen Atomen, manchmal stoßen sich die Atome aufgrund unterschiedlicher Orientierung ihrer induzierten Dipole ab und manchmal ziehen sie sich an, selbst wenn ihre Orientierung richtig ist, kommen sie sich nur dann so nahe, wenn sie genügend Energie haben, die als Aktivierungsenergie bekannt ist .

Ein weiterer Diskussionspunkt ist, was den Austausch von einem Atom zum anderen bewirkt, wenn Elektronen in so unmittelbarer Nähe sind.

Kurz gesagt, Z-effektiv ist dies die Nettoladung des Kerns, die von den Elektronen an verschiedenen Stellen des Atoms gefühlt wird. Die Z-Effektivität eines elektronegativeren Atoms ist gleichmäßiger auf dem äußeren Abschnitt des Atoms und daher fühlt sich ein Elektron stärker von einem elektronegativeren Atom angezogen. Das passiert im Fall von N A C l , wenn die Atome zu nahe kommen, wandert das Elektron ab N A Zu C l aufgrund der unterschiedlichen Elektronegativitäten der Atome.

Woher zum Teufel weißt du so viel? Ich bin genauso alt wie du und du hast alle meine Fragen beantwortet! :)
Wo wohnst du ? Was studieren Sie ?
Cananda, Elektrotechnik an der U of T.
Ich bin in Indien und bereite mich auf die Aufnahmeprüfungen für Ingenieure vor; aber ich beeile mich, Sie zu bitten, meinem System nicht zuzuschreiben, dass ich etwas mehr weiß, als ich sollte. Diese spezielle Frage betrifft jedoch nur unseren Kurs und viele Schüler kennen sie, da Fächer wie Chemie, Physik und Mathematik für die Schüler des naturwissenschaftlichen Zweigs hier obligatorisch sind. Aber um die Wahrheit zu sagen, ich studiere natürlich weniger und mehr Populärwissenschaft und was nicht :) Übrigens, Sie haben keine meiner Antworten akzeptiert!

Es ist nicht richtig, sich das Elektron als eine kleine Kugel vorzustellen, die aus dem Natriumatom herausgerissen und in das Chloratom geschleudert wird. Die Elektronen in Atomen haben keine definierte Position. Stattdessen nehmen die Elektronen einen Raumbereich ein, der um das Atom zentriert ist, wobei die Wahrscheinlichkeit, das Elektron zu finden, mit der Entfernung abnimmt, sich aber im Prinzip bis ins Unendliche erstreckt.

Wenn Sie also ein Natriumatom und ein Chloratom in unmittelbarer Nähe haben (aber immer noch weiter entfernt als die NaCl-Bindungslänge), gibt es eine kleine, aber nicht null Wahrscheinlichkeit, das zu finden 3 S Natriumelektron im Chloratom. Sie müssen das Elektron nicht zum Chloratom bewegen, da es eine endliche Wahrscheinlichkeit gibt, die bereits dort ist!

Wenn Sie beobachten könnten, wie die beiden Atome zusammengebracht werden, würden Sie sehen, wie sich ihre Elektronenatmosphären zu überlappen beginnen, und während sie dies taten, würde die Wechselwirkung zwischen ihnen die Elektronendichte in der Nähe des Chloratoms erhöhen und in der Nähe des Natriumatoms verringern. Es ändert sich jedoch nur die Wahrscheinlichkeit, die verschiedenen Elektronen zu finden, und diese steigt allmählich an. Es gibt keinen plötzlichen Übergang, bei dem ein Elektron vom Natriumatom auf das Chloratom springt.

Ich sage nicht, dass dies überhaupt falsch ist, aber während die Schroding-Gleichungen eine von Null verschiedene Wahrscheinlichkeitsdichte dafür liefern, dass Elektron von Natrium in der Nähe von Chlor gefunden wird, gibt es auch eine extrem kleine, aber von Null verschiedene Dichte, dieses Elektron in der Nähe von Mars zu finden . Wie Sie richtig sagen, dass man die Wahrscheinlichkeitsdichte nur ein wenig in Richtung eines anderen Atoms verschieben muss, beinhaltet dies eine tatsächliche Verschiebung von Elektronen, wenn man sie von der Teilchennatur aus betrachtet.
Verzeihen Sie mir, wenn ich falsch liege. Ich habe hier eine Frage, wird das Konzept der Orbitalüberlappung nicht für kovalente Bindungen erklärt (wo wir Hybridisierung haben)? Aber hier N A C l ist eine ionische Bindung.
@VINAY: Mein Punkt war, dass sich die Orbitale überlappen, wenn sich die beiden Atome einander nähern. Beachten Sie jedoch, dass es keine klare Unterscheidung zwischen einer kovalenten und einer ionischen Bindung gibt. Auch bei einer Ionenbindung umfasst das höchste besetzte Molekülorbital beide Atome, allerdings ist die Wahrscheinlichkeit, das Elektron am Natriumatom zu finden, im Vergleich zum Chloratom gering.
@VINAY: Vielleicht kann Ihnen die Fajan-Regel hier helfen, sie besagt eindeutig, dass sowohl ionische als auch kovalente Bindungen Merkmale voneinander haben, es hängt von der Polarisierung der Bindungen ab, was wiederum davon abhängt, wo die Elektronendichte mehr ist, wie von John gesagt.

Der stärker positive Kern des einen Atoms zieht zunächst das/die Elektron(en) des anderen Atoms an. Dadurch wird ein Atom positiv und ein Atom negativ geladen, wodurch eine Ionenbindung gebildet wird

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