Почему молекула имеет меньшую энергию, чем несвязанные атомы?

Моя книга говорит,

Молекула по сравнению с атомами, из которых она образована, более устойчива, так как обладает меньшей энергией, чем энергия несоединенных атомов. Эта разница в энергии связана с тем, что когда атомы объединяются в молекулу, создаются силы притяжения, которые приводят к высвобождению энергии.

И я нашел теорию для объяснения, которая говорит, что все это происходит из-за того, что связи между этими атомами уменьшают их кинетическую энергию, поскольку они не могут свободно двигаться, как они движутся в несвязанном состоянии, и поэтому энергия высвобождается в виде тепловой энергии. Так что, может быть, таким образом силы притяжения/связи высвобождают энергию. Нет?

Тогда в чем истинная причина того, что молекула имеет меньше энергии, чем ее отдельные составляющие?

Ответы (2)

И я нашел теорию для объяснения, которая говорит, что все это происходит из-за того, что связи между этими атомами уменьшают их кинетическую энергию, поскольку они не могут свободно двигаться, как они движутся в несвязанном состоянии, и поэтому энергия высвобождается в виде тепловой энергии. Так что, может быть, таким образом силы притяжения/связи высвобождают энергию. Нет?

Когда мы говорим об атомах и молекулах, мы находимся в квантово-механическом режиме. В квантовой механике атомы молекулы заключены в эффективную потенциальную яму, образованную суммарными силами притяжения от перетекания электрических и магнитных полей отдельных атомов. Точно так же, как электрон захватывается на более низком энергетическом уровне в потенциальной яме водорода , молекулы агломерата захватываются на более низком энергетическом уровне. Дополнительная энергия уходит в виде фотона, так как тепло не имеет значения в индивидуальном молекулярном состоянии. Тепло – это термодинамическое проявление ансамбля молекул. В этом смысле фотон мог бы взаимодействовать с ансамблем молекул и быть частью тепловой энергии всего ансамбля, а не молекула раствором молекулы.

На этом фоне давайте рассмотрим:

И я нашел теорию для объяснения, которая говорит, что все это происходит из-за того, что связи между этими атомами уменьшают их кинетическую энергию, поскольку они не могут свободно двигаться, как они движутся в несвязанном состоянии, и поэтому энергия высвобождается в виде тепловой энергии. Так что, может быть, таким образом силы притяжения/связи высвобождают энергию. Нет?

Да, связывание двух или более атомов в молекулу высвобождает энергию ансамблю молекул в виде излучения, которое способствует теплу. Внутри молекулы кинетическая и потенциальная энергии атомов не имеют взаимно однозначного значения, поскольку атомы движутся в локусах вероятностей, а не по классическим орбитам. Однако общая концепция сохранения энергии сохраняется.

Не вижу, как силы Ван-дер-Ваальса связаны с темой )
@freude как общий термин, обозначающий распространение электрических и магнитных полей. Может быть, я заменю его описанием, спасибо.

На кривую потенциальной энергии (зависимость энергии молекулы от конфигурационных координат) многоатомных молекул влияет много сил. Некоторые из них уменьшают энергию, а другие усиливают ее. Кулоновское отталкивание между положительно заряженными ядрами дает положительный вклад так же, как и отталкивание между электронами. Кулоновское притяжение между электронами и ядрами вместе с обменным взаимодействием электронов (что является чисто квантовым эффектом) уменьшают энергию. В основном из-за взаимодействия электронного обмена результирующая энергия ниже в большинстве стабильных молекул с ковалентными связями по сравнению с их диссоциированными аналогами.

Не могли бы вы также указать, что не так в моей теории?
Даже будучи связанными, атомы движутся вибрациями. Кроме того, если бы это было правдой, как бы это объяснило тот факт, что существуют нестабильные молекулы, не способные образовывать связи в нормальных условиях - не все атомы образуют молекулы
Если они не способны образовывать связи, то это не моя забота и не моя теория. Это?
Да, но в некотором смысле это может выглядеть парализованным. Потому что атомы могут продолжать вибрировать с той же скоростью, что, по сути, означает, что их кинетическая энергия может оставаться неизменной. Но что дальше? Ваш ответ не говорит мне, почему связи уменьшают энергию. пожалуйста, объясни.
Я согласен, что тепло может разрушить химические связи. Когда мы повышаем температуру, мы увеличиваем частоты колебаний молекул. В какой-то момент частота становится настолько высокой, что молекула диссоциирует. Но как объяснить образование химических связей самой теплотой, я не знаю.
Что ж.. Я думаю, что пока могу использовать свою теорию, потому что в ней нет необходимости, или я не уверен, что атомы могут вибрировать с той же скоростью позже после связывания, если не будет дополнительной энергии. Возможно, ответ кроется в том, что образование связи обратно пропорционально разрыву связи, который приобретает тепловую энергию. Бог знает лучше .
То, что какой-то процесс может сломаться, не означает, что этот же процесс может что-то построить )))
Должно быть, это шутка. :)
Кстати, никакой теории вы не привели, хотя и называете ее теорией, потому что сделали утверждение, а не пытались доказать его с помощью каких-либо экспериментальных или логических (математических) доказательств.