元素の水和エンタルピー

水和エンタルピーは、1 モルの気体イオンが H2O (水) と混合されて水和イオンを生成するときに生成されるエネルギー量です。水和エネルギーは、溶媒和の簡単な分析において重要な要素です。構造予測の最も困難な要素の 1 つは、水和エネルギーの数を決定することです。塩が水に溶けると、陰イオンと陽イオンが水の正と負の双極子と反応します。

元素の水和エンタルピー

いくつかの必須元素の水和エンタルピー値を以下に示します:

水和エンタルピーは、イオンの電荷密度に比例します。より小さいイオンの電荷密度は高くなります。したがって、より小さいイオンの水和エンタルピーは高くなります。イオンと水の極端との間の引力は、電荷密度が増加するにつれて増加します。したがって、より小さいイオンは、より優れた水和エンタルピー値を持ちます。アルカリ金属は水和エンタルピーが高く、周期表のグループを移動するにつれて水和度が減少します。

水和エンタルピーの大きさに影響する要因

• イオン半径と電荷は水和エンタルピーに影響します。水和エンタルピーは、イオンの電荷密度に依存します。水和エンタルピーは、負または正の分子と水分子が引力を形成するときに生成されるエネルギーです。酸素原子、陽イオン、および水分子の間に厳密な座標共有結合があるか、単にイオン双極子引力が失われている可能性があります。イオン双極子引力は、負イオンと H2O (水) 分子の水素との間に形成されます。通常、イオンと水分子の間の引力の程度は、水和エンタルピーの大きさに依存します。
• イオンの電荷は、それらの間の引力に正比例します。つまり、引力は電荷の増加とともにより強くなります。たとえば、第 2 族イオン (Mg2+ など) は、第 1 族イオン (Na+) よりも実質的に大きな水和エンタルピーを持っています。
• 小さいイオンの場合、引力は一般的に高くなります。たとえば、水和エンタルピーは、周期表を下に進むにつれて減少します。リチウム イオンは、周期表の第 1 族で最大の水和エンタルピーを持ちますが、より小さいフッ化物イオンは第 7 族で最大の水和エンタルピーを持ちます。イオン サイズが大きくなるにつれて、水和エンタルピーは両方のグループで減少します。
• 元素の水和エンタルピーに影響を与えるもう 1 つの重要な要素は、イオン半径です。イオンの半径を小さくすると、ΔHhydθ はより発熱します。小さな元素では電荷密度が非常に高く、溶液中のイオンと水分子の間のイオン双極子引力が強くなります。システムは水和状態になり、より多くのエネルギーを放出します。その結果、それはより発熱的になりました。

水和エンタルピーの例

水和エンタルピーの最も適切な例の 1 つは、セメントと水との反応です。これらの化合物間の反応は発熱性であり、大量の熱を放出します。

リチウムの水和エンタルピーが高いのはなぜですか?

リチウム イオンの水和エンタルピーはグループ 1 で最も高く、小さなフッ化物イオンの水和エンタルピーはグループ 7 で最も高くなります。リチウムは、すべてのアルカリ金属の中で金属カチオンに対して最も分極効果があります。 Li+ イオンは最小サイズであるため、プロセス中に密度を高めます。その結果、水和エネルギーが大幅に増加します。

結論

上記のトピックでは、要素の水和エンタルピーについて説明しました。 水和エンタルピー は、気体イオン 1 モルが H2O (水) と混合されて水和イオンを生成するときに生成されるエネルギー量です。水和エンタルピーを決定するさまざまな要因は、イオン半径とイオン電荷です。水とセメントで熱を生成する化学反応は、水和エンタルピーの原理に基づいています。セメントの機能は油圧ブラインドであり、さまざまな断片化された粒子間の分子間結合を増加させます。自然界に存在する元素の水和エンタルピーは:-

Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+>F–>Cl–>Br–>I–