Weshalb liegt die Aktivierungsenergie für Na(g) + Cl(g) bei einem experimentellen Wert von ca. 0,44eV bis 0,52eV anstatt bei 5,14eV?
Ich habe gerade mal folgende Werte verglichen: Um Na(g) zu ionisieren braucht es 5,14eV. Das ist bei dieser Reaktion auch der einzige Schritt der Energie benötigt, die darauf folgende Elektronenaufnahme von Cl(g) ist exotherm. Ausgehend davon sollte die Energiebarriere bei ca. 5,14eV liegen.
Das wollte ich jetzt mal überprüfen und habe nach experimentellen Werten geschaut und gefunden!
[A. Halperin, A. Phys. J., 1959, 117, 416, doi:10.1103/PhysRev.117.416]
Ideen woher diese doch recht große Differenz kommen kann?
1 Antwort
Von gutefrage auf Grund seines Wissens auf einem Fachgebiet ausgezeichneter Nutzer
Chemie, Physik, Reaktion
Ich bin kein Experte für diese Reaktion, aber ist ist ziemlich offensichtlich, daß Du Äpfel mit Birnen vergleichst. Hier ein paar Einwände zum dem, was Du schreibst.
- Du willst die Reaktion von Na-Atomen mit Cl-Atomen in der Gasphase studieren. Ich weiß nicht, we diese Reaktion abläuft, aber ganz bestimmt wird das Außenelektron des Na nicht wegionisiert werden (d.h. sich von beiden Atomen weit entfernen), sondern vom Na zum Cl wandern, so daß bei weitem nie die volle Ionisierungsenergie aufgebracht werden muß.
- Zum Vergleich: Auch die Aktivierungsenergie irgendwelcher Reaktionen zwischen Molekülen in Lösung beträgt typischerweise Dutzende kJ/mol, obwohl Bindungsenergien einige hundert kJ/mol pro Bindung betragen. Es wird eben nicht eine Bindung aufgeknackt und danach eine neu geschlossen, sondern energieliefernde Teilprozesse werden schon wirksam, bevor eine Bindung ganz gelöst ist.
- Der Dampf von NaCl am Siedepunkt von 1413 °C besteht aus Molekülen NaCl, Na₂Cl₂ und Na₃Cl₃. Vermutlich bilden sich auch bei der Reaktion Na+Cl solche Cluster; auf keinen Fall besteht das Gs aus isolierten Ionen Na⁺ und Cl⁻, denn Gase aus geladenen Teilchen (Plasma) bekommt man erst bei Temperaturen von mehreren 1000 Grad.
- Das Paper, das Du zitierst, behandelt nicht die Reaktion in der Gasphase sondern im Festkörper, das ist also wieder eine ganz andere Baustelle. Nach Lesen des Abstracts nehme ich an, daß man da durch energiereiche Strahlung o.ä. einzelne Na- und Cl-Atome erzeugt (also eigentlich nur ein Elektron vom Cl⁻ zum Na⁺ verschiebt) und dann die Kinetik der Rückreaktion irgendwie vermißt.
Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quantenchemie und Thermodynamik
