Номер 509, страница 92 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

509. Как изменяется энергия системы из двух атомов при образовании химической связи между ними? Кратко поясните, почему.

Решение

При образовании химической связи между двумя атомами общая энергия системы уменьшается. Это означает, что процесс образования связи является экзотермическим, то есть сопровождается выделением энергии.

Рассмотрим, почему это происходит. Когда два атома находятся на бесконечно большом расстоянии друг от друга, их потенциальная энергия взаимодействия условно принимается за ноль. По мере их сближения начинают действовать электростатические силы:

• Силы притяжения между ядром одного атома и электронами другого.
• Силы отталкивания между положительно заряженными ядрами.
• Силы отталкивания между отрицательно заряженными электронными оболочками.

На определённом расстоянии силы притяжения становятся доминирующими над силами отталкивания. В результате система переходит в более устойчивое состояние, которому соответствует минимум потенциальной энергии. Это расстояние называется равновесным межатомным расстоянием или длиной связи. Образовавшаяся молекула имеет меньшую энергию, чем суммарная энергия двух отдельных атомов.

Разница в энергии, $ΔE = E_{молекулы} - E_{атомов}$, выделяется в виде тепла или света. Эта выделенная энергия по модулю равна энергии связи – энергии, которую необходимо затратить, чтобы разорвать эту химическую связь и снова разделить атомы. Таким образом, образование связи – это самопроизвольный процесс, ведущий к повышению стабильности системы за счет уменьшения ее потенциальной энергии.

Ответ: При образовании химической связи энергия системы из двух атомов уменьшается. Это происходит потому, что образование связи приводит систему в более стабильное, энергетически выгодное состояние. На определенном расстоянии между атомами силы притяжения преобладают над силами отталкивания, что соответствует минимуму потенциальной энергии системы. Избыток энергии выделяется в окружающую среду.