Perché la rottura del legame è endotermica?

Quando gli elettroni guadagnano energia diventano più eccitati e si spostano a un livello di energia più alto, il che aumenta la tendenza di un atomo a formare un legame con un altro atomo.

Permettetemi di assicurarvi che questa affermazione non è corretta. Non sono del tutto sicuro da dove lhai estratto, ma presumo che derivi dal modo in cui molte scuole insegnano libridazione allinizio delle lezioni di chimica organica; richiede uneccitazione $ \ ce {s \ bond {- >} p} $ in carbonio da $ \ mathrm {[He] \ 2s ^ 2 \, 2p ^ 2} $ a $ \ mathrm {[He] \ 2s ^ 1 \, 2p ^ 3} $, dopo di che gli orbitali se p possono formare $ \ mathrm {sp ^ 3} $ orbitali ibridi. Questa idea non è altro che una semplificazione a livello scolastico utilizzata per aggirare linsegnamento della teoria e della simmetria degli orbitali molecolari più complesse.

Niente ti impedisce di costruire ad es una molecola di metano senza ibridazione iniziale, cioè a partire da un atomo di carbonio non ibridato e quattro atomi di idrogeno in una disposizione tetraedrica. Ti rimando al seguente schema pubblicato in una domanda diversa e originariamente tratto da Internet scriptum del professor Klüfers per chimica di base e inorganica alluniversità di Monaco :

Come puoi vedere a destra, il carbonio entra in questo schema nello stato fondamentale non ibridato. Non è necessario invocare una precedente ibridazione prima di mescolare gli orbitali; piuttosto, è necessario determinare la simmetria degli orbitali e successivamente combinare gli orbitali equivalenti alla simmetria in un modo di legame-antilegame. Infine, inserisci gli elettroni dal basso verso lalto.

Questo metodo sempre porterà alla stabilizzazione degli orbitali di legame; il compromesso sempre è la destabilizzazione degli orbitali antilegame in modo tale che lenergia (effettiva) guadagnata sia inferiore allenergia (virtuale) persa.

Pertanto, assumendo un ordine di legame positivo, formare un legame in genere libera energia mentre romperne uno richiederà in genere energia. Non sono a conoscenza di alcun controesempio, ma la frase è formulata in modo che rimanga vera quando il controesempio obbligatorio viene pubblicato come commento.

Spiacenti, la tua logica non regge bene. Aumentando lenergia degli elettroni è più probabile che facciano qualcosa, ma il risultato finale è spesso qualcosa che ha unenergia inferiore rispetto allo stato iniziale.

Labbassamento dei livelli di energia non rompe un legame. In generale, i legami corrispondono ai livelli di energia più bassi.

La cosa principale da tenere a mente è che un modo per definire un legame è che è la stabilizzazione degli elettroni tra un gruppo di atomi. Per le specie neutre, la stabilizzazione è relativa alle energie degli elettroni negli orbitali atomici degli atomi costituenti.

Non importa quanto sia debole il legame, ci saranno sempre alcune interazioni tra le due specie coinvolte nel legame. È a causa di queste interazioni che i legami si sono formati in primo luogo, quindi sarà sempre necessaria energia per rompere quelle interazioni e quindi la scissione del legame è sempre endotermica.

Per capirlo, prima devi sapere che lenergia di un sistema è sempre inversamente proporzionale alla stabilità del sistema.

Quando due atomi si avvicinano, lenergia del sistema di due atomi diminuisce (qui lenergia è energia potenziale).Quando gli atomi formano un legame, questa energia diventa minima (poiché il sistema degli atomi è più stabile ora). Nota che lenergia è diventata minima, quindi deve esserci una certa perdita di energia, e questa è lenergia che viene rilasciata quando si forma un legame.

Ora se vuoi spezzare quel legame, devi separare quegli atomi (separare gli atomi significa diminuire la stabilità di un sistema a due atomi) e poiché la stabilità è inversamente proporzionale allenergia, quindi diminuire la stabilità equivale ad aumentare lenergia. Quindi, quando rompi un legame, stai separando gli atomi e questo porterà ad un aumento di energia. Un aumento dellenergia del sistema è possibile solo se lenergia è fornita al sistema. Adesso ti lascio concludere.

Sembra che tu abbia sbagliato strada. Laggiunta di energia a un elettrone in un legame lo colloca in un orbitale anti-legame, rendendo più probabile che il legame si rompa. Aggiungendo una seconda quantità di energia per mettere due elettroni in orbitali anti-legame ancora di più. Lo stato di legame normale è lo stato di energia più bassa per convenzione, questa è lenergia più negativa. Quando si forma un legame, lenergia viene rilasciata ed è normalmente assorbita dalle molecole circostanti e dallenergia traslazionale, vibrazionale e rotazionale.

Devi interrompere lattrazione elettrostatica reciproca tra gli elettroni e i protoni di ciascun atomo.

Un legame tra due atomi avviene perché ottengono uno stadio di energia più stabilizzato. In chimica, una bassa energia potenziale significa maggiore stabilizzazione. Pensa a una palla sul fondo di una bacinella. Questo è un sistema estremamente stabilizzato e significa che dovrai mettere energia per muovere questa palla. Al contrario, una palla in cima a una potenziale collina di energia non è un sistema stabile e non è necessaria alcuna energia per spostare la palla verso il basso.

Un legame tra due atomi è la palla in fondo a un bacino – energeticamente parlando.