Una molecola di sale che si dissolve in acqua può ionizzare i suoi atomi?

La dissoluzione di una molecola di sale in acqua non fa ionizzare i suoi atomi. Gli atomi nei sali solidi sono già ionizzati molto prima di toccare l'acqua.

Gli elettroni in un atomo possono assumere solo stati d'onda specifici, e solo un elettrone può occupare uno stato d'onda alla volta. Di conseguenza, gli elettroni in un atomo prendono diversostati, partendo dallo stato di energia più basso e salendo di energia fino a quando gli elettroni hanno tutti trovato stati distinti. Per vari motivi che non vale la pena menzionare qui, gli stati degli elettroni negli atomi tendono a formare vari gruppi, con gli stati nello stesso gruppo che hanno energie e stati molto simili. I chimici chiamano questi gruppi di stati elettronici “Questo può essere molto doloroso nella migliore delle ipotesi”, anche se non hanno nulla a che fare con i gusci letterali.

La cosa interessante è che un atomo con gusci completamente pieni è molto stabile (tutti gli stati disponibili in ciascun gruppo sono occupati da elettroni). D'altro canto, un atomo con il suo guscio più esterno riempito solo parzialmente ha una forte tendenza a rubare, perdere, o condividere elettroni da altri atomi per riempire il suo guscio più esterno e diventare stabile. Tali atomi sono quindi chimicamente reattivi. Un sale ben noto è il cloruro di sodio (sale da tavola), quindi usiamolo come esempio. Un singolo atomo di sodio neutro ha undici elettroni. Dieci di questi elettroni riempiono gli stati in modo tale da formare gusci completi. L'undicesimo elettrone del sodio, tuttavia, è solo nella parte più esterna, guscio parzialmente riempito. Gli elettroni sono legati negli atomi perché la loro carica elettrica negativa subisce un'attrazione elettrica per la carica positiva del nucleo dell'atomo. Ma per il sodio, gli elettroni caricati negativamente nell'interno, le shell completate fanno un buon lavoro di blocco, o screening, la forza di attrazione del nucleo sull'undicesimo elettrone. Di conseguenza, l'undicesimo elettrone del sodio è legato vagamente all'atomo ed è maturo per essere rubato da un atomo più potente.

In contrasto, cloro (17 È un elemento con il simbolo Ne) ha tutti i suoi gusci pieni di elettroni tranne il suo guscio più esterno che è un elettrone in meno per essere completo. C'è un'attrazione molto forte da parte dell'atomo di cloro su un elettrone esterno che è necessario per completare il suo guscio. Sodio e cloro sono quindi una combinazione perfetta. Il sodio ha un elettrone a cui non tiene molto, e il cloro sta cercando un altro elettrone da rubare per riempire il suo guscio. Di conseguenza, un campione puro di sodio reagisce fortemente con un campione puro di cloro e il prodotto finale è sale da cucina. Ogni atomo di cloro ruba un elettrone dall'atomo di sodio. Ogni atomo di sodio ora ha 11 protoni positivi e 10 elettroni negativi, per un addebito netto di +1. Ogni atomo di cloro ora ha 17 protoni positivi e 18 elettroni negativi per una carica netta di -1. Gli atomi sono stati quindi ionizzati dalla reazione che forma il sale da cucina solido, il tutto senza la presenza di acqua. Sia gli ioni sodio che quelli cloro ora hanno gusci completamente pieni e sono quindi stabili. Questo è un buon esempio di un atomo che ha naturalmente un numero disuguale di elettroni e protoni.

Lo ione sodio positivo netto è ora attratto dallo ione cloro netto negativo e questa attrazione forma ciò che chiamiamo an “legame ionico”. Ma, in realtà, non abbiamo un solo ione di sodio che si attacca allo ione cloro. Anziché, un reticolo di molti ioni sodio si lega ionicamente a un reticolo di ioni cloro, e finiamo con un solido cristallino. Ogni ione sodio nel reticolo cristallino del sale da cucina è legato al 6 ioni di cloro più vicini, e lo stesso vale per ogni ione cloro. Gli atomi nel sale da cucina sono quindi già allo stato ionizzato.

L'aggiunta di acqua non ionizza gli atomi del sale, perché sono già ionizzati. Anziché, le molecole d'acqua si attaccano agli ioni già formati nel sale. Il libro di testo intitolato Cell and Molecular Biology: Concetti ed esperimenti di Gerald Karp afferma, “Un cristallo di sale da cucina è tenuto insieme da un'attrazione elettrostatica tra Na caricato positivamente⁺ e caricato negativamente Cl^- ioni. Questo tipo di attrazione tra componenti completamente carichi è chiamato legame ionico (o un ponte di sale). I legami ionici all'interno di un cristallo di sale possono essere piuttosto forti. tuttavia, se un cristallo di sale si scioglie nell'acqua, ciascuno dei singoli ioni viene circondato da molecole d'acqua, che impediscono agli ioni di carica opposta di avvicinarsi l'uno all'altro abbastanza da formare legami ionici.” Ogni molecola d'acqua ha un dipolo permanente, il che significa che un'estremità è sempre leggermente caricata positivamente e l'altra estremità è sempre leggermente caricata negativamente. Le estremità cariche delle molecole d'acqua sono così fortemente attratte dagli ioni carichi nel cristallo di sale che l'acqua distrugge la solida struttura reticolare del sale e ogni ione sodio e cloro viene circondato da uno strato di molecole d'acqua appiccicose. In chimica, diciamo che il sale è stato sciolto dall'acqua. È come una rock band che esce dalla limousine in una folla di fan e si separa mentre ogni membro della band viene circondato dalla propria cerchia di fan. Se gli atomi nel sale solido non fossero ionizzati per cominciare, l'acqua non farebbe un buon lavoro sciogliendo il sale.

Credito:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/09/23/how-fa-dissolving-a-sale-molecule-in-water-make-its-atoms-ionize/