¿Cuáles son las razones físicas de las reacciones químicas? [cerrado]

No sé cuáles son las razones moleculares por las que dos sustancias formarán otra sustancia.

¿Por qué las moléculas de oxígeno pueden formar moléculas de ozono? ¿Por qué el hidrógeno y el oxígeno forman el agua? ¿Cuáles son las bases físicas para ello? ¿Es posible explicarlo con la mecánica cuántica?

EDITAR: Hay modelos para reacciones químicas en términos de mecánica continua (se llama "Teoría de la mezcla"). ¡Pero no entiendo la teoría de la mezcla!

Conozco los conceptos básicos de la mecánica continua, pero NO la mecánica continua de mezclas que pueden reaccionar entre sí. Alguien puede explicar este pdf:

http://www.mech-wilmanski.de/mixturesrome.pdf

¿Quieres una explicación de la mecánica cuántica (si existe)? ¿O cualquier explicación sería suficiente?
@Gert No estoy de acuerdo: la mecánica estadística y la visión de las colisiones lo suficientemente fuertes como para excitar los modos vibratorios hasta que se rompen los enlaces es un punto de vista físico completamente apropiado. Y también lo es QM para el caso. Creo que está perfectamente bien con el tema aquí, pero solo buscaba una aclaración en la última línea: ¿es un requisito de la respuesta (para usar QM) o es algo que sería bueno?
@tpg2114. La pregunta se puede responder aquí o en Química. Como químico, he respondido varias preguntas similares aquí. Los buenos químicos están bien versados ​​en MOT/VESPR y termoquímica.
physics.stackexchange.com/q/35408 tiene respuestas que brindan una buena perspectiva de los enlaces covalentes.
Francamente, alguien que hace una pregunta como esta no debería ser arrojado al fondo de la piscina. La mecánica cuántica está por la borda aquí. // Básicamente, las reacciones químicas son impulsadas por la energía. Si los productos contienen menos energía que los reactivos, la reacción es espontánea. Si los productos contienen más energía, se requiere algún tipo de entrada de energía para impulsar la reacción. El ozono se forma en la atmósfera superior porque los rayos UV del sol crean moléculas de oxígeno excitadas. En ausencia de la energía UV, las moléculas de oxígeno no crearán ozono espontáneamente.
@MaxW - ¿Y de dónde viene la energía, MaxW? Francamente, tratar de explicar el enlace químico sin control de calidad en la actualidad es una locura, en mi opinión. Y el control de calidad no tiene por qué ser muy complicado: se trata principalmente de romper/formar orbitales moleculares.
@Gert - Soy químico profesional. Entiendo al menos cómo manipular la teoría cuántica. Si estuviera tratando de describir la gravedad simplemente, diría que las rocas ruedan cuesta abajo, no cuesta arriba debido a la gravedad. No comenzaría con el tensor métrico del espacio-tiempo.
Y yo diría que esa no es una gran manera de enseñar la gravedad. Aunque cada uno a lo suyo. :-)
Votó para cerrar : esta pregunta ahora se transformó en querer una explicación de un archivo pdf de 124 páginas. El documento necesitaría una comprensión de la química física antes de que tuviera sentido. No puedes explicar p-chem en un par de párrafos.
Las preguntas que están sobre el tema en más de un sitio permanecen en el lugar donde lo puso el OP (siempre suponga que ese es uno de los lugares donde está sobre el tema). Esta pregunta está dentro del rango de aquellas consideradas por los físicos en activo, aunque ciertamente está en la región de gran superposición con la química.

Respuestas (1)

Básicamente, la formación de enlaces químicos libera energía. Por ejemplo, dos átomos se unen para formar un enlace químico entre ellos y liberar energía. De este modo, los átomos/moléculas se unen para obtener la estabilidad (a menor energía, mayor estabilidad). Puede hacer un cálculo simple, calcule la energía total almacenada en un mol de moléculas de oxígeno (energía de enlace entre OO, por mol), dos moles de moléculas de hidrógeno (energía de enlace entre HH, por dos moles), luego averigüe la energía almacenada en dos moles de moléculas de agua (energía de enlace entre HO, por dos moles). Verás que la reacción de formación de agua es exotérmica.

Como un resumen

en condiciones estándar, esta reacción libera 285,8 kJ de energía.

H2(g) + 1/2 O2 -> H2O (l), entalpía = -285,8 kJ por mol

valor negativo indica que el calor se libera

Es por eso que mezclar HCl y NaOH libera calor. Entonces, en general, ¡la base física está ganando estabilidad!

¿Por qué el calor se libera mucho más rápido en algunas reacciones que en otras reacciones?
@kryomaxim: ¿estás preguntando por qué algunas reacciones son más rápidas que otras o por qué algunas son más exotérmicas que otras?
También estoy preguntando si algunas reacciones son más rápidas que otras.
@Kosala. Esta es la razón por la que mezclar HCl y NaOH libera calor. ¿Puedes explicar por qué?
@kryomaxim: también pregunto si algunas reacciones son más rápidas que otras. Realmente no es fácil de explicar en pocas palabras. Es difícil resumir la teoría de la cinética química en unas pocas frases. Todo comienza con la teoría de la colisión. Las reacciones tienen lugar cuando las moléculas chocan a energías suficientemente altas. Cuantas más de estas colisiones reactivas por unidad de tiempo, más rápido procederá la reacción.
@Gerts, la reacción da como resultado moléculas de agua.
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