Elementel magnezyum havada yandığında oksijenle birleşerek magnezyum oksit veya MgO adı verilen iyonik bir bileşik oluşturur. Magnezyum ayrıca magnezyum nitrür, Mg3N2 oluşturmak için nitrojen ile birleşebilir ve karbon dioksit ile de reaksiyona girebilir. Reaksiyon kuvvetlidir ve ortaya çıkan alev parlak beyaz renktedir. Bir noktada, fotoğraf flaş ampullerinde ışık üretmek için yanan magnezyum kullanıldı, ancak bugün elektrikli flaş ampulleri yerini aldı. Yine de popüler bir sınıf gösterimi olmaya devam ediyor.
İzleyicilerinize havanın bir gaz karışımı olduğunu hatırlatın; Karbondioksit ve diğer bazı gazlar da mevcut olmasına rağmen, azot ve oksijen ana bileşenlerdir.
Atomların en dıştaki kabukları dolduğunda, yani maksimum sayıda elektron içerdiğinde daha kararlı olma eğiliminde olduğunu açıklayın. Magnezyumun en dış kabuğunda sadece iki elektron vardır, bu yüzden bunları verme eğilimindedir; bu işlemle oluşan pozitif yüklü iyon, Mg+2 iyonu, tam bir dış kabuğa sahiptir. Oksijen, tersine, en dış kabuğunu dolduran iki elektron kazanma eğilimindedir.
Oksijenin magnezyumdan iki elektron kazandığında, protonlardan daha fazla elektrona sahip olduğuna ve dolayısıyla net bir negatif yüke sahip olduğuna dikkat edin. Magnezyum atomu, aksine, iki elektron kaybetti, bu nedenle artık elektronlardan daha fazla protona ve dolayısıyla net bir pozitif yüke sahiptir. Bu pozitif ve negatif yüklü iyonlar birbirlerini çekerler ve bir araya gelerek kafes tipi bir yapı oluştururlar.
Magnezyum ve oksijen birleştirildiğinde, magnezyum oksit ürününün reaktanlardan daha düşük enerjiye sahip olduğunu açıklayın. Kaybedilen enerji, gördüğünüz parlak beyaz alevi açıklayan ısı ve ışık olarak yayılır. Isı miktarı o kadar fazladır ki, magnezyum, ikisi de genellikle çok reaktif olmayan nitrojen ve karbon dioksit ile de reaksiyona girebilir.
İzleyicilerinize, bu süreci birkaç adıma bölerek ne kadar enerji açığa çıktığını anlayabileceğinizi öğretin. Isı ve enerji, bir kilojulün bin joule olduğu, joule adı verilen birimlerle ölçülür. Magnezyumun gaz fazına buharlaştırılması yaklaşık 148 kJ / mol alır, burada bir mol 6.022 x 10^23 atom veya parçacıktır; Reaksiyon, her O2 oksijen molekülü için iki atom magnezyum içerdiğinden, harcanan 296 kJ'yi elde etmek için bu rakamı 2 ile çarpın. Magnezyumun iyonize edilmesi ek 4374 kJ alırken, O2'yi tek tek atomlara ayırmak 448 kJ alır. Elektronları oksijene eklemek 1404 kJ alır. Tüm bu sayıları toplamak size 6522 kJ harcanmış verir. Ancak bunların tümü, magnezyum ve oksijen iyonları birleştiğinde açığa çıkan enerji ile geri kazanılır. kafes yapısına: tarafından üretilen iki mol MgO için mol başına 3850 kJ veya 7700 kJ reaksiyon. Net sonuç, magnezyum oksit oluşumunun, oluşan iki mol ürün için 1206 kJ veya mol başına 603 kJ salmasıdır.
Bu hesaplama size gerçekte ne olduğunu söylemez elbette; reaksiyonun gerçek mekanizması, atomlar arasındaki çarpışmaları içerir. Ancak bu süreç tarafından salınan enerjinin nereden geldiğini anlamanıza yardımcı olur. Magnezyumdan oksijene elektron transferi, ardından iki iyon arasında iyonik bağların oluşumu, büyük miktarda enerji açığa çıkarır. Reaksiyon, elbette, enerji gerektiren bazı adımları içerir, bu nedenle, başlatmak için bir çakmaktan ısı veya kıvılcım sağlamanız gerekir. Bunu yaptığınızda, o kadar çok ısı yayar ki, reaksiyon başka bir müdahale olmadan devam eder.
İhtiyacınız Olan Şeyler
- Kara tahta
- Tebeşir
İpuçları
Bir sınıf gösterimi planlıyorsanız, lütfen magnezyum yakmanın potansiyel olarak tehlikeli olduğunu unutmayın; bu bir yüksek ısı reaksiyonudur ve magnezyum yangınında karbon dioksit veya su yangın söndürücü kullanmak durumu daha da kötüleştirecektir.