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Alt 19.06.2010, 13:59   #6   Druckbare Version zeigen
Gandalf B.Sc. Männlich
Mitglied
Beiträge: 352
AW: Elektronenaffinität

Hiho Glyoxalbishydroxyanil!
Vielen Dank (!), ich hoffe ich konnte dir somit ein wenig weiterhelfen.

Hm, ok, das klingt mir nach einer Aufgaben-übergreifende Schulfrage, an der der Lehrer wahrscheinlich herausbekommen will, ob man das Ganze auch im Grunde verstanden hat...

Aber hierbei denke ich sich zu verinnerlichen, dass für einen Born-Haber-Kreisprozess (hier für NaCl) für beide Atome (Na und 1/2 Cl) Arbeit (/also als umgangsspr. Begriff ) verrichtet werden muss:
So hättest du ja bei deiner Aufgabenstellunf lediglich die Enthalpie alleine für das Natrium gegeben und zwar, wie es denn zum einen aus dem Ausgangsmaterial sublimiert wird um es dann (um nachher zum NaCl zu kommen, benötigt) anschließend zu ionisieren. Doch was ist mit dem Cl? Das muss doch für das NaCl auch entsprechend behandelt werden?

(Ich denke es hilft hierbei sich die gesamte "Geschichte", wie man das NaCl aus seinen Ausgangsstoffen herstellt, sich in Gedanken ablaufen zu lassen )

So und dann hätte ich die gegebenen Werte erst einmal gedanklich getrennt, wobei [Sublimationsenergie und Ionisierungsenergie =(gehören zum) Natrium]. So und dann hätte ich mir die "Standartbildungsenthalpie von NaCl" (Energie, die bei der Synthese von NaCl frei wird (Ich kann mir denken, dass man bei der Arbeit hier besonders aufpassen muss, ob es sich bei der freiwerdenen Energie um die Standartbildungsenthalpie handelt oder um die Gitterenergie, die frei wird) angeschaut. So, aha das ist nun also die Energie, die potentiell frei wird, wenn ich 1 Mol NaCl aus seinen Elementen (Unter Standartbedingungen) bilde (aus denen sich das jeweilige Produkt-Mol zusammensetzt) (NICHT(!): 1 Mol NaCl aus seinen Ionen (Na+ -> Cl- => NaCl) (Hierzu muss man kein Chemiker sein um zu erahnen, dass diese Reaktion sicherlich nicht bei 25°C abläuft ), da dies ja die, hier, gesuchte Gitterenergie wäre (!))

Ausgangslage:
So, dann kann man mit der Geschichte also beginnen : Also ich weiß somit, dass ich somit bei 25°C (und bei einem gewissen Druck(eben Standartbedingungen)) folgende Situation habe:

Na(s) + 1/2 Cl2 (g)

Das Natrium ist deshalb solid/fest, weil das bei 25°C einfach so ist. Das Chlor kommt bei 25°C eben nur als Gas-Molekül vor. Da NaCl aber nur aus einem Cl besteht, muss man schreiben 1/2 Cl2 (siehe Definition: Satndartbildungsenthalpie" ).
Diesee oben gegebene Zustand ist zum Zustand "NaCl" mit einer relativen Energie von -411/ kj/mol entfernt, d.h. man müsste zur oberen Situation eine Energie von 411 kj/mol verwenden um daraus 1 Mol NaCl herzustellen.

1.Schritt (Natrium):
Also, es geht mit dem Natrium weiter (Hierzu sind aus der Aufgabe ja Werte gegeben). Also das Na(s) wird nun in den Gaszustand versetzt, also sublimiert. Hierzu ist folgende Energie nötig: +109 kj/mol:

Na(s) -> Na(g) // +109 kj/mol

2. Schritt (Natrium):
Aus der Aufgabe ist sonst noch gegeben, dass das Natrium nun, für den Ausgangsstoff NaCl erforderlich, ionisiert wird:

Na(g) -> Na+ (g) // +509 kj/mol

Ionisieren bedeuted nichts anderes als ein Elektron aus seiner Valenzschale zu lösen und somit die positive Kernladung die nagative Schalenladung um eine Enheit überwiegt. (Das geht bei den Elementen der ersten HG einfacher als bei den Elementen der letzten HG, da der Weg zum Edelgas"zustand" ja nach "links" im PSE kürzer ist, als bis zum Ende der Reihe, was für die Elemente der letzten HGen ja schon interessanter ist ).

Doch was ist nun mit dem Chlor?

Das ist ja schließlich gasförmig in einem Cl2 Molekül enthalten und sollte ja nun um zu dem "fertigen" NaCl zu kommen ja schließlich auch einzeln und schließlich auch ionisiert vorliegen.
Nun weißt du ja von einer anderen Aufgabe, was es hierbei für Werte gibt, die du dann einfach nur noch in dein großes NaCl-Herstellungsschema einbringst. Jedoch startes du nun auch hier wieder von deiner Ausgangslage:

Na (s) + 1/2 Cl2 (g)

1.Schritt (Chlor):

Hey super, kann man sich hier ja denken, das Chlor liegt ja schon in einem gasförmigen Zustand vor , wie das sublimierte Natrium, was somit wohl die Vorstufe zur NaCl Bildung sein muss. Jedoch liegt das Chlor immer noch als Cl2-Molekül vor, was ja für die NaCl Bildung nicht sein darf, da dies ja schlielich aus einem Na und einem Cl besteht.
Also muss das Cl2-Molekül folglich getrennt/dissoziiert werden. Die Dissoziationsenergie entspricht genau der Bindungsenergie, die in einem Cl2-Molekül gespeichert ist. Also muss genau diese Dissoziationsenergie/Bindungsenergie aufgewendet werden um das Cl2-Molekül zu dissoziieren, die 242 kj/mol beträgt...
Da es sich jedoch nur um ein Cl-Atom für unsere NaCl Bildung handelt, wird somit jeweils genau die Hälfte der Dissoziationsenergie einem Cl-Atom zugeschrieben:

1/2 Cl2 (g) -> Cl (g) // 1/2 [Diss.Energie] =>1/2 [242 kj/mol] ->+121 kj/mol

2.Schritt (Chlor):
Jetzt haben wir also unser Cl-Atom, das nun aber auch zu einem Ion werden muss, da wir ja sonst kein NaCl bekommen...Dabei hilf das vorhin von dem Natrium abgegebene Elektron, das nun an das Cl-Atom angelagert werden kann und dieses ionisiert wird.

Im Gegensatz zum Na-Atom begünstigt das Chlor Atom hierbei jedoch die Anlagerung von einem Elektron, da es somit, wie das nächste Edelgas Argon, 8-Außenelektronen besitzt. Hierbei wird Energie frei, da es ja für das Chlor-Atom günstiger ist. Den Betrag der Energie nennt man auch die

Elektronenaffinität:
Energie, die benötigt/frei wird, wenn man an ein Atom/Ion ein Elektron anlagert. (So würde z.B. für die stabilsten Konfigurationen im PSE, die Edelgase, Energie benötigt werden um an diese ein Elektron anzulagern)

(der Gegensatz (für das Natrium)
Ionisierungsenergie:
Energie, die benötigt wird um ein Elektron aus der Schale eines Atoms/Ions zu lösen.
Dieser vorgang kostet immer Energie, da sich kein Atom einfach so ein Elektron aus seiner Hülle wegnehmen lässt, sondern wenn dann schon, nur nimmt ! Deshalb kann bei der EA Energie frei werden)

Also:

Cl (g) + e- -> Cl- // EA: -365 kj/mol

"Allgemeiner Reaktions-schritt":

Mensch, super, jetzt ist also endlich die Ausgangsalge für die NaCl-Kristallbildung gegeben:

Na(+) (g) + Cl(-) (g) -> NaCl (s) // [Giitterenergie = -?]

Da man nun weiß, dass die Gitterenergie immer frei wird, kann man nach dem Satz von Hess und der Standartbuldungsenthalpie folgende Berechnugn anstellen:

(Standartbildungsenthalpie) = (Sublimationsenergie)+(Ionisierungsenergie)+ 1/2(Dissoziationsenergie) -(EA) -[Gitterenergie]

[Gitterenergie] = -[(Standartbildungsenthalpie)-(Sublimationsenergie)-(Ionisierungsenergie)- 1/2(Dissoziationsenergie) +(EA)]

[Gitterenergie] = -[-411-109-509-121+365]

[Gitterenergie = -785 kj/mol


Die EA sind experimentell ermittelte Werte und müssen deshalb gegeben sein, wie hier bspw. in einer anderen Aufgabe, aber sonst generell in einer Tabelle. Vielleicht gibt es ja hierbei ja auch bestimmt PSEs, bei denen diese für die Elemente angegebene sind, oder zumindest auf der Rückseite . Das gleiche gilt für die Dissoziationsenergie.

Ist nun aber nach den jeweiligen in einer Aufgabe gefragt, so müsste wiederum auf jeden Fall die Gitterenergie gegeben sein, um die Aufgabe zu berechnen.

Viele, freundliche Grüße: Gandalf + viel Erfolg bei der Klausur !
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