为什么钠转化为钠离子?它的焓变大于零,而氯原子转化为

Question

为什么钠转化为钠离子？它的焓变大于零，而氯原子转化为氯离子焓变小于零

Answer 1

钠（Na）转化为钠离子（Na+）和氯原子（Cl）转化为氯离子（Cl-）是由于它们在形成离子时的电子构型变化以及与水或其他溶剂的相互作用。
对于钠，它在周期表中位于第一主族，具有一个外层的价电子。当钠原子失去这个电子时，它会形成一个带正电的钠离子。这个过程需要能量，因为需要克服电子与原子核之间的吸引力。因此，钠转化为钠离子的焓变（ΔH）大于零，这是一个吸热过程。
相反，氯位于第十七主族，具有七个外层价电子。当氯原子获得一个电子时，它会形成一个带负电的氯离子。这个过程通常会释放能量，因为额外的电子被吸引到氯原子上，使得电子云更稳定，同时降低了系统的能量。因此，氯原子转化为氯离子的焓变（ΔH）小于零，这是一个放热过程。
这两种离子的形成是盐如氯化钠（NaCl）溶解于水时发生的关键步骤。尽管钠离子的形成是吸热的，但氯离子的形成是放热的，总体上，氯化钠溶解于水的反应通常是放热的，这意味着该过程的总焓变（ΔH）小于零。然而，溶解过程的自发性不仅取决于焓变，还取决于熵变（ΔS）。如果熵变足够大，即使焓变大于零，反应也有可能自发进行，这取决于温度和吉布斯自由能（ΔG=ΔH-TΔS）的变化。在氯化钠溶解的情况下，虽然焓变小于零，但由于离子的分散导致溶液的混乱度增加，所以熵变是正的，这有助于驱动反应的自发进行。