Номер 320, страница 51 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

320. Какая из систем — два отдельных атома кислорода или молекула кислорода — является более энергетически устойчивой? Поясните почему.

Решение

Более энергетически устойчивой является система, состоящая из молекулы кислорода ($O_2$).

Основной принцип, определяющий устойчивость системы, заключается в том, что любая система стремится к состоянию с минимальной потенциальной энергией.

1.Два отдельных атома кислорода: Каждый атом кислорода имеет на внешней электронной оболочке шесть валентных электронов, два из которых неспаренные. Такое состояние является энергетически невыгодным и нестабильным. Атомы с незавершенными электронными оболочками обладают высокой реакционной способностью. Их суммарная энергия достаточно высока.

2.Молекула кислорода ($O_2$): Когда два атома кислорода соединяются, они образуют общие электронные пары, формируя прочную двойную ковалентную связь. Процесс образования химической связи всегда сопровождается выделением энергии. Это означает, что энергия образовавшейся молекулы $O_2$ ниже, чем суммарная энергия двух отдельных атомов кислорода. Разница в энергии как раз и есть та энергия, которая выделилась при образовании связи (энергия связи).

Таким образом, чтобы разорвать связь в молекуле кислорода и получить два отдельных атома, необходимо затратить энергию. Следовательно, система из двух отдельных атомов обладает большей потенциальной энергией, чем система, состоящая из молекулы кислорода. Система с меньшей энергией является более устойчивой.

Ответ: Более энергетически устойчивой является молекула кислорода, так как при образовании химической связи между двумя атомами кислорода выделяется энергия, и система переходит в состояние с более низкой потенциальной энергией, что соответствует большей стабильности.