Salzbildung Exotherm - Wieso?

Question

Aufgewendete Energie

- Sublimationsenergie für die Metalle
- Bindungsenergie für die Nichtmetalle
- Ionisierungsenergie für die Metalle 
- Elektronenaffinität wird frei/verbraucht. (Ich weiss was es ist, aber weiss nicht, wie man die berechnet.)

Bisher ist alles Endotherm, also Energie die zugeführt werden muss. 

Erst bei der Gitterbildung wird Energie frei.

Frage
Aber wieso?
Es steht, dass die aufzuwendende Energie grösser ist, als die Energie die bei der Ionengitterbildung frei wird. 
"Die Gitterenergie übertrifft die Summe aller aufgewendeten Energien..."

Unten im Bild hab ich das so dargestellt, dass die Energie der Gitterbildung grösser ist. 
So steht es ja auch im Buch. 
Wie ich mich aber erinnere, wird Energie frei wenn die "Produkte" energieärmer sind als die Edukte und das ist ja in diesem Fall nicht so. Welche Erklärung gibt es dafür?


(links, aufzuwendende Energie - rechts freiwerdende Energie)

Answer 1

Hi,

erst bei der Gitterbildung wird Energie frei.

Nein, das stimmt nicht ganz.

Sublimations-, Ionisierungs- und Bindungsenergie stellen die gesamte Aktivierungsenergie bei der Salzbildung dar. Elektronenaffinität und Gitterenergie sind hingegen die freiwerdenden Energien.

Vielleicht kann man das besser an einem Beispiel nachvollziehen:

Betrachte mal die Reaktion zwischen Natrium und Chlor: Sublimationsenergie wird benötigt, um das feste Natrium zu sublimieren, also in den gasförmigen Zustand zu überführen, Ionisierungsenergie entreißt anschließend dem gasförmigen Natrium sein Elektron und Bindungsenergie schließlich spaltet ein Chlormolekül in 2 Chloratome.

All dies sind Energien, die zugeführt werden müssen.

Bei der Elektronenaffinität hingegen, bei der ein Stoff ein Elektron aufnimmt und es immer zur Bildung von Anionen kommt, handelt es sich um einen exothermen Vorgang. Bei meinem Beispiel werden also die vom Natrium freigesetzten Elektronen von den Chloratomen aufgenommen und es entstehen neben den Na-Kationen (Na⁺) auch Chlorid-Anionen (Cl^-). Es müssen also keine Bindungen gespalten werden, sondern es entstehen neue.

Dabei wird Energie frei, die man als Elektronenaffinität bezeichnet.

Bilden nun schlussendlich Kationen und Anionen ein Kristallgitter, dann wird dabei ein Energiebetrag freigesetzt, der weitaus größer ist als Sublimations-, Ionisierungs- und Bindungsenergie zusammen. Das ist dann die Gitterenergie.

 

Viele Grüße :)

Così_fan_tutte

Comments

Bilden nun schlussendlich Kationen und Anionen ein Kristallgitter, dann wird dabei ein Energiebetrag freigesetzt, der weitaus größer ist als Sublimations-, Ionisierungs- und Bindungsenergie zusammen. Das ist dann die Gitterenergie.

Zwei Fragen

1.
Wird die Energie frei in Form von Wärme oder Licht oder ist die freiwerdende Energie dann im Gitter gespeichert also die Gitterenergie selbst

2.
Zuerst sind die Metalle aber auch die Nichtmetalle im Metallgitter bzw. Molekülen. Also relativ energiearm. Dann wird eben diese Sublimationsenergie und Bindungsenergie hinzugefügt und dann sind diese gsförmig und eben bereits energiereicher als vorher und wollen sich verbinden. 

Der Chemiker will ein Ionengitter und zu diesem Zweck entreisst er dem gasförmigen Metall ein Elektron (Ionisierungsenergie) und dann nimmt es das Nichtmetall auf. 
Voila jetzt wirken Elektrostatische Kräfte zwischen den neu entstandenen Kationen und Anionen, beide sind durch die obengenannte Zufuhr von Energien oder bessergesagt durch nicht mehr Verharren in der Bindung in der sie waren sehr energiereich und streben nach einer Verbindung. Zum Glück wirken Elektrostatische Kräfte zwischen den Kationen und Anionen und si "verbinden" sie sich auch. 
Nun sind sie wieder Energiearm. 

Kann man diesen Sachverhalt, wenn er in etwa richtig ist, oder deine obige Antwort in einer Kurve darstellen? Weil ich weiss, dass Energie frei wird, wenn die Edukte energiereicher sind als die Produkte. Aktivierungsenergie wird benötigt, wenn die Produkte energiereicher als die Edukte sind. 

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Gitterenergie ist hauptsächlich elektrostatische Anziehungskraft zwischen Kationen und Anionen, aber auch Wärme wird frei.

Man kann alle Energien mit exakten Zahlenwerten belegen und damit genau berechnen, wie viel Energie bei der oben erwähnten Reaktion herauskommt. Das Problem, dass sich die einzelnen Schritte der Reaktion zeitlich vermischen, bleibt allerdings bestehen. Aus diesem Grund durften wir auch die x-Achse nicht als Zeitachse beschriften. Wenn du das beherzigst und die y-Achse für die Energien E verwendest, wirst du ein ansehnliches Diagramm bekommen.