Εξηγήστε ποιες ηλεκτρικές δυνάμεις ανάμεσα σε αντίθετα φορτισμένα ηλεκτρόνια και πρωτόνια έχουν να κάνουν με τις χημικές αντιδράσεις;
* Τα άτομα συγκρατούνται από ηλεκτροστατική έλξη: Ο θετικά φορτισμένος πυρήνας ενός ατόμου (που περιέχει πρωτόνια) προσελκύει τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια που το περιστρέφονται γύρω. Αυτό το αξιοθέατο είναι αυτό που διατηρεί το άτομο άθικτο.
* Οι χημικοί δεσμοί σχηματίζονται μέσω κοινής χρήσης ηλεκτρονίων ή μεταφοράς: Οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν τη δημιουργία και το σπάσιμο αυτών των δεσμών. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι:
* ομοιοπολικοί δεσμοί: Τα άτομα μοιράζονται ηλεκτρόνια για να επιτύχουν μια πιο σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Αυτή η κατανομή περιλαμβάνει την έλξη μεταξύ των κοινόχρηστων ηλεκτρονίων και των θετικά φορτισμένων πυρήνων και των δύο ατόμων.
* Ιονικά ομόλογα: Ένα άτομο μεταφέρει ένα ηλεκτρόνιο σε άλλο άτομο. Αυτό δημιουργεί ιόντα (φορτισμένα άτομα) που στη συνέχεια προσελκύονται μεταξύ τους από ηλεκτροστατικές δυνάμεις.
* Η ενέργεια απελευθερώνεται ή απορροφάται κατά τη διάρκεια του σχηματισμού ομολόγων ή του σπασίματος: Το σπάσιμο των χημικών δεσμών απαιτεί εισροή ενέργειας, ενώ ο σχηματισμός νέων ομολόγων απελευθερώνει ενέργεια. Αυτή η αλλαγή ενέργειας είναι αυτό που οδηγεί πολλές χημικές αντιδράσεις.
* Η αντοχή ενός δεσμού εξαρτάται από τη δύναμη της ηλεκτροστατικής έλξης: Όσο πιο έντονα τα ηλεκτρόνια προσελκύονται από τους πυρήνες, τόσο ισχυρότερο είναι ο δεσμός. Παράγοντες όπως ο αριθμός των ηλεκτρονίων που μοιράζονται και η απόσταση μεταξύ των ατόμων επηρεάζουν την αντοχή του δεσμού.
Συνοπτικά: Οι ηλεκτρικές δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρονίων και πρωτονίων είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από το σχηματισμό και το σπάσιμο των χημικών δεσμών, οι οποίες αποτελούν τη βάση όλων των χημικών αντιδράσεων.
Παραδείγματα:
* Σχηματισμός νερού: Τα άτομα υδρογόνου μοιράζονται ηλεκτρόνια με άτομα οξυγόνου για να σχηματίσουν ομοιοπολικούς δεσμούς, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μορίων νερού.
* Σχηματισμός αλατιού: Τα άτομα νατρίου (Na) δίνουν ηλεκτρόνια σε άτομα χλωρίου (CL), σχηματίζοντας ιόντα (Na+ και Cl-) που στη συνέχεια προσελκύονται μεταξύ τους μέσω ηλεκτροστατικών δυνάμεων για να σχηματίσουν χλωριούχο νάτριο (NaCl) ή επιτραπέζιο αλάτι.
* καύση: Το σπάσιμο των δεσμών στα μόρια καυσίμου (όπως το μεθάνιο) απαιτεί ενέργεια, αλλά η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια του σχηματισμού νέων δεσμών σε διοξείδιο του άνθρακα και μόρια νερού είναι μεγαλύτερη, με αποτέλεσμα την απελευθέρωση θερμότητας και φωτός.
Η κατανόηση του ρόλου των ηλεκτρικών δυνάμεων στις χημικές αντιδράσεις είναι απαραίτητη για την κατανόηση του τρόπου αλληλεπίδρασης των μορίων και του τρόπου με τον οποίο προχωρούν οι χημικές αντιδράσεις.
