¿Cuál es más reactivo, el radical cloro o el ion cloruro?

Question

Los iones son muy reactivos, por razones obvias (es decir, de la fuerza de Coulomb); $\ce{Cl-}$ iones será muy rápido para formar un enlace iónico con los iones positivos (a menos inhibida, por ejemplo, a través de estar en una solución; vamos a considerar tanto $\ce{Cl}$ e $\ce{Cl^-}$ a en la fase gaseosa).

Átomos de cloro sin reducción ($\ce{Cl}$), no se cobra, sin embargo, tienden a combinar en $\ce{Cl2}$, utilizando un enlace covalente.

Así, tanto el $\ce{Cl}$ e $\ce{Cl-}$ tienden a formar enlaces. Mi confusión radica en lo siguiente:

• Los gases nobles son químicamente inertes, $\ce{Cl-}$ tiene la configuración electrónica de $\ce{Ar}$, sin embargo es muy químicamente reactivo.
• Los átomos neutros no son tan atraídos el uno al otro como los iones, y podría ser considerado más "químicamente estable" que los iones con carga superior. Sin embargo, incluso a pesar de $\ce{Cl}$ no tiene ningún costo, todavía parece dispuesto a reaccionar y llegar a la configuración electrónica de un gas noble.

En ambos casos, la información parece estar en conflicto, y tal vez una más clara explicación me hará comprender la situación. Es uno de los más propensos a reaccionar de la otra?

(N. B.: Mi conocimiento de la química, las matemáticas, la física, etc ... se extiende a (pero no incluye) la física cuántica, así que siéntase libre para ir con todo.)

Answer 1

Creo que podemos acercarnos a este desde una perspectiva energética. Reactividad puede también ser visto para ser relacionados con la estabilidad termodinámica de la siguiente manera: El más termodinámicamente estable de un químico de las especies es, el menos reactivo que es. Con esto en mente, podemos ver las entalpías de formación de $\ce {Cl.}$ e $\ce {Cl^-}$.

Tu pregunta es un poco vaga y cuando usted no ha estado el estado especificado de la sustancia. Este críticamente puede afectar la respuesta. La reactividad de un gran solvatados $\ce {Cl^-}$ ion es ciertamente diferente de la de un libre $\ce {Cl^-}$ iones en fase gaseosa.

Por definición, el cambio de entalpía de formación, $\Delta H_f$, de un elemento en su estado estándar (por ejemplo, $\ce {Cl2 (g)}$) $\ce {0}$. $\ce {2 Cl.}$ son producidos a partir de la homolítica de la escisión de la $\ce {Cl-Cl}$ de los bonos en $\ce {Cl2}$. Conocer la disociación de enlace energía de esta fianza $\ce {+242 kJ/mol}$, podemos aproximar $\Delta H_f$ de $\ce {Cl.}$ a $\ce {+121 kJ/mol}$.

Del mismo modo, la gaseosa de iones de cloruro, puede ser producido a partir de la ganancia de un electrón por $\ce {Cl.}$. La primera afinidad electrónica, $\ce {1st E_a}$, de cloro es el cambio de energía cuando un mol de electrones es adquirida por un mol de estos átomos de cloro gaseoso para dar un mol de forma individual, con carga negativa gaseoso $\ce {Cl-}$ iones. $\Delta H_f$ de $\ce {Cl- (g)}$ por lo tanto se puede aproximar como $\Delta H_f$ de $\ce {Cl.}$ + $\ce {1st E_a}$ de cloro . Desde esta $\ce {1st E_a}$ es $\ce {-349 kJ/mol}$, esta variación de entalpía de formación para $\ce {Cl^- (g)}$ se puede aproximar como $\ce {-228 kJ/mol}$.

Como puede verse en la energética de datos, $\ce {Cl^-}$ es más estable que la $\ce {Cl.}$ en la fase gaseosa. Por lo tanto, podemos decir que el $\ce {Cl.}$ es más reactivo en la fase gaseosa. Además, de ser acusado, $\ce {Cl^-}$ es solvatados por las moléculas de agua en solución acuosa, lo que incrementa su estabilidad como se ha ion-dipolo interacciones con los vecinos de las moléculas de agua. Eléctricamente neutro de cloro radicales no experimentan solvatación este efecto, por lo que también sería más reactivo en la fase acuosa. En solventes no polares, $\ce {Cl^-}$ e $\ce {Cl.}$ tendría una reactividad como en la fase gaseosa, ya que no experimenta claramente diferentes a efectos de solvatación. En general, en la energética, podemos decir que $\ce {Cl.}$ generalmente es más reactivo que el $\ce {Cl.}$.

Además, es importante señalar la diferencia en el tipo de reactividad de las dos especies químicas diferentes. Está cargado negativamente, iones de cloruro participar en las reacciones iónicas, la participación de especies cargadas. Estas reacciones incluyen nucleofílico sustituciones, así como nucleofílico adiciones. Por otro lado, el cloro radicales en su mayoría participan en la no-polar reacciones, que involucró principalmente a especies de radicales, tales como los radicales libres sustituciones.

Answer 2

Los iones en realidad no son muy reactivos (químicamente hablando). Además, la mayoría de las reacciones en que participan en el son en toda regla de las reacciones redox (es decir, el producto va a ser completamente diferente de iones o de nada en absoluto) o simple intercambio de ligando reacciones. Hay algunos ejemplos en la química orgánica, especialmente en lo concerniente a nucleofílico sustituciones, donde los iones reaccionan en un no-redox de la moda para formar un nuevo compuesto estable-pero estos no suelen conducir a alta entalpías de reacción.

Los radicales, por otro lado, son especialmente reactivo. La más obvia indicación de que este es un radical cloro ser capaz de abstraer un átomo de hidrógeno de un $\ce{C-H}$ de los bonos en reacciones en cadena de radicales:

$$\ce{R-H + Cl. -> R. + H-Cl}\tag{1}$$

La entalpía de disociación de enlace de un típico $\ce{C-H}$ enlace está en la zona de $\pu{420 kJ/mol}$ lo cual es una gran cantidad de energía. Usted será muy difícil encontrar un ejemplo de un anión abstracción de un hidrógeno de un hidrocarburo, a menos que usted está usando un muy, muy fuerte base o tiene un particularmente ácidos átomo de carbono. En particular, el anión cloruro es una base débil que nunca deprotonate cualquier neutral, edad de los hidrocarburos.

Answer 3

Que haya más o menos caminar alrededor de la respuesta. Piense acerca de esta declaración parcial de la suya:

Los gases nobles son químicamente inertes, [y] $\ce{Cl^-}$ tiene la configuración electrónica de $\ce{Ar}$.

El cloro libre es un átomo de un radical con un electrón no apareado. Este arreglo es muy inestable y el cloro radical tampoco quiere extraer un electrón de algunos átomo para convertirse en un $\ce{Cl^-}$ aniones, o para formar un enlace covalente de alguna manera.

Así que, en general, la libre átomo de cloro es más reactivo que el ion cloruro. Sin embargo lo que es más reactivo en una reacción particular, depende de la reacción. Por ejemplo, en el espacio interestelar la $\ce{Cl^-}$ anión iba a reaccionar más con $\ce{H^+}$ cationes debido a la atracción de coulomb.

Answer 4

El uso de cloro como un ejemplo, $\ce{Cl-}$ es reactiva por las razones que usted podría pensar - es negativo por lo que se dibuja a otras especies con las cargas positivas o deficientes de electrones áreas. $\ce{Cl-}$ tiene una configuración electrónica estable, pero eso no significa que no reactivo. $\ce{Ar}$ es sólo que no reactiva como $\ce{Cl-}$ como $\ce{Ar}$ no tiene ningún costo lo que significa que no está dibujada a otras especies que van de Waal fuerzas.

$\ce{Cl}$ átomos son un poco de un caso diferente. átomos de cloro se reactiva juntos para formar $\ce{Cl2}$ muy rápidamente dando tanto a los átomos de una configuración electrónica estable. Pero una persona átomo de cloro es muy muy reactivo, ya que tiene un electrón impar - de lo que se denomina cloro de los radicales libres. Cualquier radical libre es muy reactivo, como el electrón no apareado resultados en menos estable atómico orbital - así reacciona muy rápidamente al aumentar el átomo de estabilidad. cuando los átomos de cloro se unen para formar $\ce{Cl2}$ son todavía reactiva, pero en ninguna parte cerca tan reactivo como el cloro de los radicales libres - así que usted simplemente no puede encontrar el cloro radicales libres que sólo están formados durante las reacciones y actuar como muy intermediarios reactivos.

Así que para responder a tu pregunta original individuales $\ce{Cl}$ átomos son mucho más reactivos que $\ce{Cl-}$ pero como nosotros no;'t obtener cloro radicales libres fuera de las reacciones de una mejor pregunta sería es $\ce{Cl2}$ o $\ce{Cl-}$ más reactivo? y la respuesta a esto depende de qué entorno que les rodea, como los dos reactivos de diferentes maneras.