Какое химическое соединение - самое сильное?

[SergeyY]

Ну, чтобы вещество, самое сильное соединение - не вступало в обычные химические реакции с выделением теплоты.

И хочу понять логику, почему же происходят  "эндотермические" реакции, наоборот, с потерей теплоты.

[Achtung!]

Ну, чтобы вещество, самое сильное соединение - не вступало в обычные химические реакции с выделением теплоты.

И хочу понять логику, почему же происходят  "эндотермические" реакции, наоборот, с потерей теплоты.

А какие реакции необычные? Почитайте Эткинса, он все это описывает. 

[Fr франций]

Ну, чтобы вещество, самое сильное соединение - не вступало в обычные химические реакции с выделением теплоты.

И хочу понять логику, почему же происходят  "эндотермические" реакции, наоборот, с потерей теплоты.

Логика и вас немного не правильная, химические реакции - это просто обмен энергией(с системой).

Реакция идёт в том случае, если она энергетически выгодна.

Например реакция разложения карбоната кальция, по вашей логике образующийся оксид кальция более стойкий чем карбонат.

И нельзя подобрать вещество для всех температур, в плазму превращается всё и вся

[SergeyY]

 

Логика и вас немного не правильная, химические реакции - это просто обмен энергией(с системой).

Реакция идёт в том случае, если она энергетически выгодна.

 

При обычной температуре энергетически выгодны - химические реакции с выделением теплоты.

Тут написали, что сущестуют "эндотермические" реакции, наоборот, с потерей теплоты.  Вопрос - они что, энергетически ВЫГОДНЫ?  В чем же выгода, если энергия наоборот теряется...

[chaus]

Тут написали, что сущестуют "эндотермические" реакции, наоборот, с потерей теплоты.  Вопрос - они что, энергетически ВЫГОДНЫ?  В чем же выгода, если энергия наоборот теряется...

Эндотермические -- не с потерей, а наоборот, с поглощением теплоты. То есть теплосодержание продуктов реакции выше, чем теплосодержание исходных веществ. Выгодное направление реакции определяется понижением термодинамического потенциала в условиях конкретной системы. Теплота -- не потенциал, так что направление реакции она не определяет. И если изменить условия, то реакция может пойти в противоположном направлении. Так что универсального и самого энергетически выгодного соединения не существует.

Изменено 17 Июня, 2014 в 08:51 пользователем chaus

[SergeyY]

 

Выгодное направление реакции определяется понижением термодинамического потенциала в условиях конкретной системы.

 

Спасибо.  А можно как то понятнее (подробнее)? Вот есть реакция -

 

C + O2 = CO2.

 

Химическая реакция с выделением энергии (теплоты).  Эта теплота - "прибыль" энергии, ее можно забрать и сохранить.  У вещества  CO2 - температура стала прежней, как раньше у C  и O2.

 

Далее разогреваем вещество  CO2  до какой то температуры (ниже 5000 градусов), и о чудо!   Оно распадается  обратно на  C  и O2.  Теперь почему-то "выгодна"  обратная химическая  реакция... И что, в результате распада вещества  охладятся? Тогда почему такая реакция ВЫГОДНА?  В первом случае выгодна реакция с выделением теплоты в другом - с поглощением?

[SergeyY]

Температурой  O - будем обозначать температуру абсолютного нуля, A - какая-то температура выше нуля,  B - еще выше, С - еще выше.  Получим 4 диапазона температур - O-A - диапазон самых низких температур, A-B - более высоких, B-C - еще более высоких,  "выше С" - самых высоких.

 

Возьмем два вещества  C - углерод, O2 - кислород. И попробуем описать упрощенный процесс.

 

1) диапазон самых низких температур, "O-A".  При таких температурах, эти вещества могут совместно находится как в раздельном состоянии, углерод+кислород C + O2, так и в смешанном углекислый газ CO2.

 

2) диапазон более высоких температур "A-B". При таких температурах, эти вещества не могут совместно находится в раздельном состоянии углерод+кислород C + O2.  А могут находится ТОЛЬКО в смешанном состоянии, углекислый газ CO2.  Потому что на границе, при температуре  A - углерод загорается, идет самопроизвольная экзотермическая реакция, с образованием углекислого газа. 

 

3) диапазон еще  более высоких температур  "B-C".  При таких температурах, эти вещества СНОВА могут находится как в раздельном состоянии, углерод+кислород C + O2, так и в смешанном углекислый газ CO2.  Как и в случае с самым низким, первым диапазоном температур.  Это значит, что если эти вещества в раздельном состоянии  из этого 3-го диапазона температур охладить и перевести во 2-й диапазон, то при граничной температуре B - произойдет такая же экзотермическая реакция.  Углерод "загорится"  и будет соединяться с кислородом, с образованием углекислого газа - уже не при нагреве, как это было с переходом из 1-го диапазона во 2-й, а наоборот ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ!  Из 3-го диапазона температур, во 2-й.  Ну, по логике же так, получается, иначе быть не может...

 

4) диапазон самых высоких температур, "выше С". А тут еще круче. Из утверждений "при температурах выше 5000 все соединения распадаются на элементы"  что следует?  Следует, что существует какая то температура,  выше которой любое химическое соединение не может существовать!  Это касается и углерода с кислородом в нашем примере. Значит при нагревании углекислого газа выше температуры C - начнется эндотермическая реакция, углекислый наз распадется на углерод и кислород, а значит в этом 4-м диапазоне температур, углерод и кислород могут находится ТОЛЬКО В РАЗДЕЛЬНОМ состоянии.

 

-------------

 

Аналогичные рассуждения можно привести и для любых других химических соединений, только там температуры переходов A,B,C  будут другими. А эти  4   диапазона температур возникают из логических заключений и факта - "при температурах выше 5000 все соединения распадаются на элементы".  С одной стороны, атомы элементов пытаются соединиться в выгодное энергетическое соединение, потому и идут экзотермические реакции.  Но если температура становится СЛИШКОМ большой (4-й диапазон выше C), то я так понимаю, скорость движения молекул становится слишком большой, увеличивается количество и энергия соударений, и они разваливают соединение обратно,  идет обратная эндотермическая реакция, хотя она энергетически невыгодна. 

 

Правильно я рассуждаю?  Почему я должен делать такие умозаключения, а когда учился в школе, то  про это не рассказывали...  :(

 

Получается, 4-й диапазон температур должен существовать для любых соединений, упрощенно - для любых пар химических элементов, потому что любое соединение распадается на элементы при достаточно высокой температуре. Если первые три - невозможны, то мы говорим о том, что такого соединения и не может существовать. Например, если один из компонентов - гелий или неон. Для некоторых - могут присутствовать только 3-й  и 4-й диапазоны. Например, для вещества - фторида криптона. От температуры абсолютного нуля и выше до какой-то определенной - сразу начинается 3-й диапазон температур - вещества фтор и криптон могут совместно находится в разделенном состоянии, а могут и в соединении. Но выше какой то температуры фторид криптона обязательно распадается - для него начинается 4-й диапазон.  Следовательно по той же логике, для каких то соединений могут быть 2,3,4 диапазоны.  А для каких-то - все 1,2,3,4 диапазоны. Также, сами эти "граничные" температуры, зависят не только от элементов, входящих в состав, а еще и от давления внутри системы. Чем большее давление, тем в большую сторону сдвигаются граничные температуры и диапазоны. Возможно, существует достаточно большое давление, при котором и неон и аргон  вступит в химическое соединение, только в лаборатории его не удается получить.

 

Значит, тогда моё самое сильное химическое соединение - это такое соединение, которое не вступает ни в какую ЭКЗОТЕРМИЧЕСКУЮ химическую реакцию с выделением теплоты.  Вот и хочу узнать - какое же?  Логически, такое вещество ДОЛЖНО существовать.

Изменено 17 Июня, 2014 в 12:06 пользователем SergeyY

[Alonerover]

Значит, при комнатной температуре это одно из самых инертных соединений.  А существует ли подобное для ВСЕХ температур?  Вот, чтобы не вступало в реакцию с выделением теплоты, никогда и ни с чем.

 

Химия, так или иначе, это физика низких энергий, ограниченная энергией связи электрона и положительно заряженного ядра (все химические свойства вещества полностью определяются зарядом ядра, который определяется количеством протонов в ядре).

 

Существует даже химия водорода. Там главным действующим агентом является "голый" атом водорода. Грань между физикой и химией очень близко, она почти размыта..

 

Нас из всего многообразия элементов интересует самая прочная связь и если предположить мыслить категориями физики и продолжить мысленный эксперимент вверх по шкале энергий связи, то можно предположить, что самым стойким "веществом" будет самое большое из возможных ядер во вселенной - нейтронная звезда или даже кварковая - для разрушения их связи с электроном/электронами или связи между двумя звёздами-ядрами надо приложить действительно колоссальную энергию.

[Антон97]

3) диапазон еще  более высоких температур  "B-C".  При таких температурах, эти вещества СНОВА могут находится как в раздельном состоянии, углерод+кислород C + O2, так и в смешанном углекислый газ CO2.  Как и в случае с самым низким, первым диапазоном температур.  Это значит, что если эти вещества в раздельном состоянии  из этого 3-го диапазона температур охладить и перевести во 2-й диапазон, то при граничной температуре B - произойдет такая же экзотермическая реакция.  Углерод "загорится"  и будет соединяться с кислородом, с образованием углекислого газа - уже не при нагреве, как это было с переходом из 1-го диапазона во 2-й, а наоборот ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ!  Из 3-го диапазона температур, во 2-й.  Ну, по логике же так, получается, иначе быть не может...

Мне кажется, тут пойдет распад на радикалы...

CO₂ -> [O] + -CO

Поправьте, пожалуйста, если не так 

 

И там, вроде, "после 5000 градусов", про плазму говорилось?

[SergeyY]

 

CO₂ -> [O] + -CO

 

Ну так и  CO  не может существовать при каких то достаточно высоких температурах. Было же ясно сказано, что при достаточно высоких температурах ВООБЩЕ все  химические соединения распадаются на элементы.  CO  - тоже соединение, значит распадется на  C  и O .

 

 

самым стойким "веществом" будет самое большое из возможных ядер во вселенной - нейтронная звезда или даже кварковая - для разрушения их связи с электроном/электронами

 

"Идеальная" нейтронная звезда состоит только из нейтронов,  порядковый номер элемента - 0, как и для единичного нейтрона, т.к. нет протонов.  Также, не имеет электронов,  следовательно ни в какие химические реакции вступать не может   

Изменено 17 Июня, 2014 в 12:23 пользователем SergeyY