CURS CHIMIE

Bibliografie

1. C.D. Neniţescu “ Chimie generală”. Editura didactică şi pedagogică- Bucureşti.

2. C.D. Neniţescu “ Chimie organică”. Volumul I, II. Editura didactică şi pedagogică- Bucureşti.

3. M. Avram “ Chimie organică”. Editura Academiei.4. C.D. Drăgulescu, E. Petrovici “ Introducere în chimia organică

modernă”. Editura Făclia Timişoara.5. M. Iovu “ Industrii chimice”. Editura didactică şi pedagogică-

Bucureşti.6. John A. Page, Eduard A. Robinson “ Chimie principii şi experienţe”.

Editura tehnică- Bucureşti.7. F. Urseanu, C. Tărăbăşeanu, G. Bogza “ Probleme de chimie şi

tehnologie chimică”. Editura tehnică- Bucureşti.8. A. Pruiu, Gh. Uzunov, C. Roman “ Manualul ofiţerului mecanic”.

Editura didactică şi pedagigică.9. T. Florea, E. Florea, C. Roman “ Transfer de căldură şi masă”. Editura

Muntenia.

CURSUL NR.1

CAPITOLUL I

Structura atomului

Atom – cea mai mică parte dintr-o substanţă care poate exista ca atare şi poate lua parte la o reacţie chimică.

O serie de date experimentale au dovedit că atomul are o structură internă complexă, alcătuită din două părţi distincte:nucleul şi înveliş de electroni.

Primul pas important in demonstrarea divizibilităţii atomului şi în elucidarea structurii lui a fost descoperirea electronului.

Cunoaşterea nucleelor atomilor a fost iniţial legată de descoperirea radioactivităţii.

1.Particulele emise de atomii radioactivi.

In 1895, Roentgen descoperă razele X, prin aşezarea în calea razelor

catodice a unei plăci metalice, înclinată la 45 faţă de direcţia de

propagare a razelor catodice. La suprafaţa plăcii metalice iau naştere razele X, diferite de razele catodice, ele sunt alcătuite din unde electromagnetice ca şi lumina, dar au lungimea de undă mai mică.

Razele X nu sunt încărcate electric (nu suferă deviaţii în câmpuri magnetice sau electrice) şi pot produce ionizarea gazelor; excitarea fluorescentă şi fosforescentă a unor substanţe; străbat materiale opace pentru razele luminoase (carbon, lemn, carne) şi nu trec prin foi groase de metal, oase, etc.

Razele X iau naştere astfel: un e- rapid al razelor catodice pătrunde până în straturile profunde (K, L, M) ale unuia dintre atomii foiţei metalice, de unde dislocă unul din e-. Locul acestuia este luat de un e- din straturile periferice. Acest fenomen este însoţit de emisie de energie sub formă de raze X.

In 1896, Becquerel încercând să obţină raze X, utilizând un compus al uraniului fosforescent, descoperă radioactivitatea naturală.

In1899, Roentgen dovedeşte că un flux de raze X (radiaţiile radioactive) introdus între plăcile unui condensator electric sau polii unui magnet, se scindează în 3 fascicole mai mici, unul atras de placa negativă

– radiaţiile , altul atras de placa pozitivă – radiaţiile , şi al treilea

nedeviat – radiaţiile .

Radiaţiile sunt radiaţii electromagnetice de tipul razelor X dar cu

lungimi de undă mai mici.

Radiaţiile sunt e - în mişcare cu viteze foarte mari, foarte

asemănători cu razele catodice.

Radiaţiile sunt alcătuite din particule cu masă mult mai mare decât

a e- (masa 4 şi sarcina +2). Particulele cu viteze foarte mari pătrund în

materie.

Particulele emise de atomii radioactivi.

Dacă în unul din compartimente se introduce Ra ,se adună ,după ceva timp, în cel de al doilea compartiment He. Dacă peretele metalic este prea gros, He rămâne în compartimentul care conţine Ra.

Reacţia nucleară de dezintegrare a radiului:

Ra Rn+

ARa=226; ARn=222 ;AHe =4

radiaţiile sunt nuclee de heliu.

Devierea particulelor α prin metale

In 1911, Rutherford efectuează un experiment celebru,care dovedeşte că atomul este alcătuit din nucleu şi înveliş de electroni.

O sare de radiu conţinută într-o cavitate cilindrică,practicată într-un bloc de Pb,emite radiaţii α ,dirijate spre o foiţă metalică (Au sau alt metal) extrem de subţire (grosime de ~10000 atomi).Majoritatea particulelor străbăt foiţa, câteva sunt deviate. Deplasând ecranul fluorescent s-a stabilit că radiaţiile sunt dispersate in toate parţile, unele fiind aproape întoarse din drum.Experienţa a fost interpretată astfel: atomii metalului sunt compuşi din nucleu si electroni cu dimensiuni extrem de mici ,diametrul atomului cuprins între 1∙10-8cm – 4∙10-8cm, nucleele au diametre aproximativ de 10-12cm , iar electonii de 10-13cm.

Particulele α nu sunt deviate de electroni, deoarece aceştia au masa mai mică. Faptul că sunt deviate foarte puţine dovedeşte că distanţa dintre nuclee este mare. Când o particulă α loveşte un nucleu din plin este practic întoarsă din drum. Au loc respingeri electrostatice între particule cu sarcină pozitivă.

Aparatul lui Rutherford a fost perfecţionat, astfel încât din devierea particulelor α, să se poata evalua sarcinile pozitive ale nucleelor atomice care produc devierea.

La viteze mari, particulele α smulg un numar mare de electroni, ionizând gazul prin care trec. Dupa ce pierd o parte din energia cinetica, captează 2e- sa se transforme în He.

Experienţe care au demonstrat existenţa e-:

1. Raze catodice

În mod normal aerul (în general gazele) nu conduc curentul electric. Dacă se aplică o diferenţa de potenţial ~ 10000 V între doi electrozi metalici de la capetele unui tub de sticlă închis,în care se găseşte aer, nu se observă nici o trecere a curentului electric. Dacă cu ajutorul unei

pompe de vid se reduce presiunea aerului din tub, se observă trecerea curentului electric, uneori insoţită de efecte luminoase (fluorescenţă) datorată lovirii pereţilor de sticlă de către particule emise de catod – raze catodice.

Aplicând în anod o gaura patrată şi asezând în partea opusa catodului un ecran fosforescent, apare pe ecran o porţiune patrată luminată A, rezultând că razele catodice se propagă în linie dreaptă.

Tubul este prevăzut cu 2 electrozi suplimentari P1 si P2 . Dacă se aplică o diferenţă de potenţial, pata se deplasează din A in B,deci razele sunt deviate de un câmp electric (similar în câmp magnetic) rezultă că razele catodice sunt particule materiale incărcate cu sarcina (-). Un conductor electric izolat plasat în drumul razelor catodice se încarcă negativ.

Aceste particulele au fost denumite e-

Tub de raze catodice, prevăzut cu electrozi pentru devierea razelor.

Existenţa electronilor a fost dovedită şi de experienţe cum ar fi :

-unele metale aduse la incandescenţă emit electroni – efectul termoelectric;

-sub acţiunea luminii ultraviolete metalele emit electroni – efectul fotoelectric .

Din experienţele descrise s-a demonstrat că atomul nu este indivizibil , el este format dintr-un nucleu (unde este concentrată sarcina pozitivă şi aproape toată masa atomului) şi dintr-un înveliş electronic a cărui sarcină negativă este egală cu cea pozitivă , ceea ce face ca din punct de vedere electric atomul să fie neutru.

Z-numărul atomic (sarcină nucleară)

A-numărul de masă A=Z+n

Caracteristicile particulelor elementare fundamentale ale atomului.

Numele particulei

SimbolMasa Sarcina Descoperit

orul particuleiÎn kg u.a.m Coulombi

relativă

Proton 1,0072 +1Rutherford

, 1911

Neutron 1,0086 0 0Chadwick,

1932

Electron0,00054

8-1

Thomson, 1897

Modele atomice

Thomson 1904 – model static

Atomul este o sferă de uniformă sarcină pozitivă , în care sunt încorporaţi electroni astfel încat pe ansamblu atomul să fie neutru.

Rutherford 1911 – modelul planetar

Ca urmare a experimentului efectuat ,devierea radiaţiilor α prin metale, Rutherfod consideră că atomul este alcătuit din nucleu şi electroni care se rotesc pe orbite în jurul acestuia. Nu indică numărul sarcinilor pozitive şi negative precum distribuirea electronilor. Deşi a postulat rotaţia rapidă a electronului în jurul nucleului,pentru ca forţa centrifugă să echilibreze forţa de atracţie a nucleului , analogia electron – planetă nu este valabilă, deoarece atat nucleul cat şi electronul sunt încărcaţi cu sarcini. Conform electrodinamicii clasice , când o sarcină electrică efectuează o mişcare de rotaţie ea pierde o parte din energie (cedată sub formă de radiaţii). De aici rezultă că electronii ar pierde continuu energie şi s-ar apropia de nucleu rotindu-se în spirală pană când, eventual,vor cădea pe acesta.

1. Modelul lui Bohr 1913

Primul model de natură cuantică a atomului. Preia modelul planetar a lui Rutherford şi îi aplică teoria cuantelor. Deşi ipotezele introduse de Bohr sunt de natură cuantică , calculele efective ale mărimilor specifice atomului sunt clasice.

Rezultă de aici că modelul lui Bohr este semicuantic. Modelul este

aplicabil (pentru hidrogen şi ionii hidrogenoizi , , , adică ionii

care au un singur electron în câmpul de sarcină efectivă a nucleului.

Postulatele lui Bohr

1. Electronul se roteşte numai pe anumite orbite premise , fără a emite sau absorbi energie radiantă . Aceste orbite se numesc stări staţionare şi au o viaţa infinită şi energie constantă. Electronul trece pe alte nivele energetice doar dacă este perturbat din exterior. Electronul se menţine pe o orbită staţionară datorită compensării forţei centrifuge cu forţa de atracţie Coulumbiană ( teorie care explică stabilitatea atomului şi este în contradicţie cu fizica clasică, conform careia electronul în mişcare pierde energie şi în final cade pe nucleu ).

2. Electronul emite sau absoarbe energie doar la trecerea dintr-o stare staţionară în alta. Radiaţia emisă sau absorbită are frecvenţa dată de relaţia lui Max Planck

unde :

Js – constanta lui Planck ,

- frecvenţa radiaţiei emise / absorbite , - energiile

stărilor staţionare între care are loc tranziţia

Electronul trece dintr-o stare staţionară în alta cu energie superioară dacă i se transmite o cuantă de energie corespunzătoare diferenţei dintre cele două nivele.

Concluziile teoriei lui Bohr:

-atomul este alcătuit din nucleu şi e- care se rotesc în jurul nucleului;

-energia unui atom este cuantificată, este determinată de numărul cuantic n =1,2,3…; atomii pot adopta decât anumite valori a nivelului de energie ale căror valori sunt invers proporţionale cu n2;

-e- în mişcare nu emite, nu absoarbe energie, emisia sau absorbţia are loc numai atunci când e- suferă o tranziţie între două orbite cu nivele de energie diferite.

Deficienţele teoriei lui Bohr. Modelul nu poate explica spectrele de emisie şi energia de ionizare decât pentru hidrogen şi ionii hidrogenoizi. Nu a fundamentat ştiinţific spectrele unor atomi grei. Nu a explicat formarea legăturii duble. Nu a putut explica scindarea liniilor spectral într-un câmp perturbator.

4. Modelul Bohr-Sommerfeld (1916).

Arnold Sommerfeld a dezvoltat modelul lui Bohr,el a presupus că orbitele staţionare din jurul nucleului nu sunt numai circulare ci şi eliptice.

Unei orbite circulare cu număr cuantic principal n îi corespund n-1 orbite staţionare eliptice, deci fiecare orbită circulară se descompune în n-1 orbite staţionare eliptice.

Pentru numărul cuantic n( care determină energia e-) există n orbite diferite în care e- are aceeaşi energie. Aceste orbite diferă prin forma lor: una este circulară şi n-1 sunt eliptice cu diferite excentricităţi dar cu aceeaşi axă mare(diametrul orbitei circulare).

Pentru explicarea structurii fine a liniilor spectrale, a fost necesară admiterea unei subdivizări a fiecărui nivel de energie. Mişcarea e- fiind caracterizată de 4 numere cuantice:

-n - număr cuantic principal (indică distanţa orbitei e- de nucleu şi energia e- ),

n=1,2,3…,7;

-l -număr cuantic secundar(azimutal) –corespunde momentului cinetic al e- si este o măsură pentru semiaxa mică a elipsei. la toate valorile cuprinse între 0 şi n-1;

-m - număr cuantic magnetic- reprezintă proiecţia momentului magnetic al e- (creat prin rotaţia e-) pe direcţia câmpului magnetic exterior.

m-poate avea 2l+1 valori (-l…,0,…+l);

-s - număr cuantic de spin( datorat rotaţiei e- in jurul axei sale, s ia două valori +1/2 şi -1/2, după cum rotaţia e- în jurul axei sale este în acelaşi sens sau în sens contrar cu rotaţia e- pe orbită.

Concluzii:

- învelişul de e- are structură stratificată;- e- cu acelaşi număr cuantic principal n se găsesc la aceeaşi distanţă de

nucleu formând un ”strat electronic”. cel mai apropiat de nucleu este stratul cu n=1;

- un strat are n2 orbite 2n2 electroni;- toate orbitele cu l=0 sunt circulare, celelalte sunt eliptice;- orbitele sunt caracterizate prin 3 numere cuantice ( n, l, m);- e- este caracterizat de 4 numere cuantice ( n, l, m, s).

Componenţa primelor 4 straturi din învelişul de electroni al atomului:

Numere cuantice

Tipuri şi număr de orbitali

Nr. de e-

Simbol Strat

n=1

l=0

m= 0s=±

1 orbital s

2 1s K

n=2

l=0

l=1

m= 0

m= -1,0,+1s=±

s=±

1 orbital s

3 orbitali p

2

6

2s2pL

n=3

l=0

l=1

l=2

m= 0

m= -1,0,+1m= -2,-1,0,+1,+2

s=±

s=±

s=±

1 orbital s

3 orbitali p

5 orbitali d

2

6

10

3s3p3d

M

n=4

l=0

l=1l=2

l=3

m= 0

m= -1,o,+1m= -1,-2,0,+1,+2

m=-3,-2,-1,0,+1,+2,+3

s=±

s=±

s=±

s=±

1 orbital s

3 orbitali p5 orbitali d

7 orbitali f

2

610

14

4s4p4d4f

N

.

Cursul nr. 2

Structura atomului explicată prin mecanica ondulatorie ( mecanica cuantic ă )

Fizicianul francez L.de Broglie a considerat că fiecărei particule i se poate asocia o undă. O particulă în mişcare trebuie să posede deci “o lungime de undă”

λ=h/mv , unde : h= constanta lui Plank=6,626.10-34js

m=masa particulei;

v=viteza particulei.

Dacă masa este mare, λ devine foarte mic (îşi pierde semnificaţia fizică )

Dacă masa este mică , λ devine măsurabil. Deci mecanica ondulatorie are importanţă pentru particule mici ( deci şi pentru electron ).

Poziţia geometrică a electronului în mişcare nu poate fi determinată cu precizie , se stabileşte numai probabilitatea de a găsi electronul într-un punct. Conform principiului nedeterminării al lui Heisenberg , nu se poate determina simultan poziţia şi viteza electronului; rezultă deci că electronul poate fi considerat ca fiind extins într-un nor de electricitate negativă ,numit nor electronic , a cărui densitate variază din loc în loc.

Un orbital este o regiune din spaţiu din jurul nucleului , în care este cuprins un nor electronic datorat prezenţei a cel mult 2 electroni.

Orbitalii s au simetrie sferică cu nucleul atomului situat în centrul sferei . Densitatea electronică maximă este delimitată de o sferă cu raza 0,53 Å

Reprezentarea schematică a orbitalului s (cercul) indică graniţa aproximativă a densităţii de 90% a sarcinii . Regiunea de densitate electronică maximă 2s este delimitată de regiunea de densitate maximă 1s printr-o suprafaţă nodală . Fiecare strat conţine câte un orbital de tip s.

Orbitalii p au simetrie bilobală , apar începând cu n=2 şi au numărul cuantic secundar l=1 . Fiecare substrat de tip p conţine 3 orbitali p care sunt distribuiţi de-a lungul a 3 axe perpendiculare, cu nucleul în origiunea axelor de coordonate.

Dispunerea spaţială a orbitalilor se realizează în aşa fel încât între orbitali distanţele sunt maxime şi egale.

Orbitalii d , în număr de 5 , au două planuri nodale şi în consecinţă

4 lobi. Orbitalii , , ,sunt asemănători , sunt situaţi în cele 3

planuri perpendiculare ale axelor de coordonate , dar înclinaţi cu faţă

de orbitalii p. Orbitalul este simetric în raport cu axa z.

Orbitalul asemanător cu orbitalul , dar este rotit cu 45

faţă de axa z, lobii săi fiind orientaţi de-a lungul axelor x şi y.

Orbitalii d apar incepând cu stratul 3.

Orbitalii f, in număr de 7, cu forme mai complicate apar numai în straturile cu n=4,5.

Repartizarea electronilor în orbitalii învelişului de electroni al unui atom respectă urmatoarele reguli:

- Electronii ocupă, in stare fundamentală, nivelele cu cea mai joasă energie(energie minimă înseamnă stabilitate maximă);

- Principiul excluziunii a lui Pauli conform căruia un orbital are

maximum 2 cu spinul opus (spin- mişcarea de rotaţie a în jurul

axei sale).

Rezultă că există 2 electroni pentru toţi orbitalii cu acelasi n;

- Regula lui Hund, conform căreia distribuţia electronilor se realizeză astfel încât numărul electronilor cu spinul paralel,în orbitali cu aceeaşi energie, să fie maxim.

Orbitalii sunt deci concepuţi, în teoria mecanic cuantică, ca nişte porţiuni din spaţiu, din vecinătatea nucleului, diferenţiaţi prin energia si geometria(sau simetria lor) şi care pot fi/sau nu ocupaţi cu electroni.Rezultă deci că învelişul de electroni are cel puţin 4 tipuri de substraturi care conţin orbitali de aceeaşi energie.Respectiv substratul de tip s cu 1 orbital, substratul de tip p cu 3 orbitali, substratul d cu 5 orbitali, substratul f cu 7 orbitali.

Nivelul de energie al substraturilor din învelişul de creşte dinspre

nucleu spre straturile periferice astfel :

Deci învelişul de electroni are 7 straturi ( K,L,M,N,O,P,Q ), numărul

maxim de electroni este dat de relaţia 2 .

Prin gruparea unor substraturi cu energii apropiate rezultă 7 nivele de energie cu următoarea componenţă:1s/ 2s 2p/ 3s 3p/ 4s 3d 4p/5s 4d 5p/6s 4f 5d 6p/7s 5f 6d...Completarea cu se realizează începând cu stratul 1( cu energia cea mai scăzută).În funcţie de substratul, respectiv orbitalul, în care se află electronul distinctiv, se cunosc 4 blocuri de elemente:

1) Elemente de tip s aparţinând grupelor principale I si I;.2) Elemente de tip p aparţinând grupelor principale III ... VIII;3) Elemente de tip d aparţinând grupelor secundare (elemente

tranziţionale ) şi4) Elemente de tip f: lantanidele si actinidele

Marea majoritate a elementelor sunt metale (80% din totalul elementelor) ele sunt situate în stânga sitemului periodic (grupa I şi II, parţial III, IV, V, VI toate elementele grupelor secundare,toate lantanidele şi actinidele).

Metalele au ca tendinţă generală de a ceda deci se vor găsi în majoritatea combinaţiilor chimice sub formă de ioni pozitivi.

Nemetalele sunt situate în partea dreaptă a sistemului periodic, ele au ca tendinţă acceptarea de electroni sau punerea în comun de , deci se vor găsi în combinaţii sub formă de ioni negativi sau legaţi prin legături covalente.

Între structura învelişului de electroni al unui element şi poziţia lui în sitemul periodic este o strânsă corelaţie:

- Numărul stratului în curs de completare (numărul cuantic principal) este egal cu numărul perioadei;

- Numărul de pe ultimul strat (suma din subtraturile s si p) indică numărul grupei principale;

- Elementele cu distinctiv într-un substrat d se găsesc în grupele secundare.

Ex:

Mg (z=12) se găşeste în perioada a 3-a grupa a II-a A;

Br (z=35) perioada a 4-a, grupa a VII-a A;

Fe (z=26) perioada a 6-a, grupa a VII-a B (secundară)

Capitolul II

Legături chimice.Relaţii în structura şi proprietăţile substanţelor chimice.

1.Ioni.Legătura ionică (electrovalenţa)

Atomii tind să realizeze configuraţii stabile, în marea majoritate a cazurilor de gaz rar (dublet dau octet). Gazele rare sunt singurele specii care se găsesc sub formă de atomi liberi (molecule monoatomice) în condiţii obişnuite.Ionii sunt specii de atomi cu sarcină. Ionii negativi sunt specii care rezultă din atomi prin acceptare de electroni: .

Fenomenul este exoterm, energia eliberată se numeşte afinitate de electroni şi depinde de raza atomică şi de numărul de electroni de pe ultimul strat. Cu cât raza este mai mare cu atât afinitatea de electoni este

mai mică (scade puterea de atracţie a nucleului). Deci afinitatea de electroni creşte într-o grupa principală a sistemului periodic de jos în sus.

Afinitatea de electroni scade atunci când un atom accepta mai multi electroni,deoarece se consumă o parte din energia iniţială pentru invingerea forţelor electrostatice de respingere dintre electroni. Deci într-o perioadă, afinitatea de electroni, electronegativitatea , creşte de la stânga la dreapta. Cea mai mare afinitate de electroni este cea a fluorului (F).

Electronegativitatea unor elemente

H 2,1Li C N O F1,0 2,5 3,0 3,5 4,0 valori

măsurate în eV.Na Mg Al P S Cl0,9 1,2 1,5 2,1 2,5 3,0

1eV/=23,06 kcal/mol( particulă)

K Ca Br 0,8 1,0 2,8Rb I0,8 2,5Cs0,7

Se observă din studiul valorilor, că metalele au afinitate foarte mică de electroni, nemetalele au afinitate mare. Ionii pozitivi sunt specii care rezultă din atomi prin cedare de electroni:

Cedarea de electroni se face cu schimb de energie (fenomen endoterm) , care poartă denumirea de energie de ionizare, care depinde de rază şi număr de electroni de pe ultimul strat. Energia de ionizare scade cu creşterea razei şi creşte cu numarul de electroni care trebuie cedaţi. Deci, în sistemul periodic, energia de ionizare în grupe creşte de jos in sus, în perioadă creşte de la stânga la dreapta. Caracterul metalic (electropozitivitatea) creşte in grupe de sus în jos şi in perioade de la dreapta la stânga. Elementul cu caracterul metalic cel mai pronunţat (cel mai electropozitiv) este Cs(cesiu).

Energia de ionizare a primului electron (in unele cazuri al celui de-al doilea) pentru unii atomi din grupele principale.(in kcal/mol)

H He 314 565Li Be B C N O F Ne124 214 191 265 334 311 403 495 420Na Mg Al Cl 118 175 141 297 346K Ca Br99 141 272 274 În teoria electronică elaborată de W.Kossel 1916 şi G.N.Lewis 1916, legătura ionica se realizează între elemente cu caracter chimic diferit (metale şi nemetale), prin transfer de electroni de la metal la nemetal, între ionii formaţi se exercită forţe electrostatice de atracţie. Rezultă combinaţii ionice foarte stabile, substanţe solide alcătuite dintr-un număr imens de ioni pozitivi şi negativi. Numărul total de sarcini negative este egal cu numarul total de sarcini pozitive.

Fiecare ion exercită asupra unor ioni de semn contrar o atracţie electrostatică uniform repartizată în toate direcţiile din spaţiu, astfel ia naştere o construcţie geometrică , care se numeşte reţea cristalină.

Clorura de sodiu cristalizează în reţea cubică compactă care corespunde unei aranjări de sfere inegale (ioni monoatomici de formă sferică cu raze diferite). Tipul reţelei este determinat de raportul dintre

raza cationului si raza anionului. In reţeaua NaCl . Ambii ioni au

numarul de coordinaţie 6, fiecare ion de sodiu este înconjurat de un octaedru de ioni de clor şi fiecare ion de clor de un octaedru de ioni de sodiu. Ionii Cl-, cu volum mare, se ating formând o reţea cubică compactă, iar ionii de Na+ ocupă golurile din această reţea.

Formarea NaCl din elemente:

Na(s) + ½ Cl2(g) → Na+Cl- (s) ΔHg= - 98 kcal/mol

Reacţia decurge cu o degajare mare de energie (energia de formare) şi poate fi considerată ca suma a cinci reacţii simple (procese elementare).

Na(s) → Na(g) ΔHsublimeare= 23kcal/mol

Na(g) → Na+(g) +e- INa= 118kcal/mol (energie de ionizare)

½ Cl2(g) → Cl(g) ½ ΔHdisociere= 29 kcal/mol

Cl(g) + e-→ Cl-(g) ACl- = - 83 kcal/mol (afinitate de e-)

Na+(g) + Cl-(g) → Na+Cl - Ur = - 185 kcal/ mol (energie de reţea)

Na(s) + ½ Cl2(g) → NaCl(s) ΔHf = - 98 kcal/mol

Transformări care pot fi redate prin ciclul Haber-Born:

Ciclul Haber-Born a fost utilizat pentru calculul afinităţii de e- a unor atomi cunoscându-se celelalte energii implicate în ciclu.

Propietăţile substanţelor ionice:

- Substanţe solide au stabilitate mare, au puncte de topire ridicate.- Solubile în solventi polari (H2O), insolubile în solvenţi nepolari.- Nu conduc curentul electric în stare solidă, conduc în soluţie sau

topitură ( se pot supune electrolizei).- Cristalele ionice sunt casante.

Categorii de substanţe ioniceSubstanţe anorganice

-săruri NaCl, K2SO4, Mg(NO3) 2,NH4Cl, Ba3(PO4) 2.-hidroxizi NaOH, Ca(OH) 2,Al(OH) 3, Fe(OH) 2,Fe(OH) 3.-oxizi bazici K2O, CaO, AL2O3,Cu2O,CuO.

Substanţe organice-sărurile acizilor carboxilici CH3 COONa, (C6H5COO) 2Mg-alcoxizi, fenoxizi, aceturi CH3 O Na, C6H5OK, NaC ≡CNa

Din exemplele de mai sus rezultă ionii pot fi:- ioni monoatomici Na+, Ca2+, Cl-,O2- etc;- ioni poliatomici NH4

+, SO42-, CO3

2-, NO3-etc.

În structura ionilor poliatomici se întâlnesc legături covalente şi uneori legături coordinative între atomii participanţi