¿Por qué una molécula tiene menos energía que los átomos no combinados?

Mi libro dice,

Una molécula en comparación con los átomos de los que está formada es más estable porque posee una energía menor que la energía de los átomos no combinados. Esta diferencia de energía se debe al hecho de que cuando los átomos se combinan para formar una molécula, se crean fuerzas de atracción que dan como resultado la liberación de energía.

Y descubrí una teoría para la explicación que dice que todo eso sucede porque los enlaces entre estos átomos reducen su energía cinética ya que no son libres de moverse como se mueven en estado no enlazado y, por lo tanto, la energía se libera en forma de energía térmica. Entonces, tal vez de esta manera las fuerzas de atracción/enlaces liberan energía. ¿No?

Entonces, ¿cuál es la razón real por la que una molécula tiene menos energía que sus constituyentes individuales?

Respuestas (2)

Y descubrí una teoría para la explicación que dice que todo eso sucede porque los enlaces entre estos átomos reducen su energía cinética ya que no son libres de moverse como se mueven en estado no enlazado y, por lo tanto, la energía se libera en forma de energía térmica. Entonces, tal vez de esta manera las fuerzas de atracción/enlaces liberan energía. ¿No?

Cuando hablamos de átomos y moléculas estamos en el régimen de la mecánica cuántica. En la mecánica cuántica, los átomos de la molécula están atrapados en un potencial efectivo compuesto por las fuerzas de atracción totales del desbordamiento de los campos eléctricos y magnéticos de los átomos individuales. De la misma manera que un electrón queda atrapado en un nivel de energía más bajo en el pozo de potencial de hidrógeno , las moléculas quedan atrapadas en un nivel de energía más bajo para el aglomerado. La energía extra sale como un fotón, ya que el calor no tiene significado en un estado molecular individual. El calor es una manifestación termodinámica de un conjunto de moléculas. En este sentido, un fotón podría interactuar con el conjunto de moléculas y ser parte de la energía térmica del conjunto total, pero no una solución molécula por molécula.

Con esto como antecedente, examinemos:

Y descubrí una teoría para la explicación que dice que todo eso sucede porque los enlaces entre estos átomos reducen su energía cinética ya que no son libres de moverse como se mueven en estado no enlazado y, por lo tanto, la energía se libera en forma de energía térmica. Entonces, tal vez de esta manera las fuerzas de atracción/enlaces liberan energía. ¿No?

Sí, la unión de dos o más átomos en una molécula libera energía al conjunto de moléculas en forma de radiación que contribuye al calor. Dentro de la molécula, la energía cinética y potencial de los átomos no tienen un significado uno a uno porque los átomos se mueven en lugares geométricos de probabilidad, no en órbitas clásicas. Sin embargo, se mantiene el concepto general de conservación de la energía.

No veo cómo las fuerzas de van der Waals están relacionadas con el tema)
@freude como término genérico, de derrame sobre campos eléctricos y magnéticos. Puede ser que lo reemplace con una descripción, gracias.

Hay muchas fuerzas que contribuyen a la curva de energía potencial (dependencia de la energía de la molécula en las coordenadas de configuración) para moléculas multiatómicas. Algunos de ellos reducen la energía, mientras que otros la aumentan. La repulsión de Coulomb entre núcleos cargados positivamente da una contribución positiva así como repulsión entre electrones. La atracción de Coulomb entre los electrones y los núcleos junto con la interacción de intercambio de electrones (que es un efecto puramente cuántico) reducen la energía. Principalmente debido a la interacción de intercambio de electrones, la energía resultante es menor en la mayoría de las moléculas estables con enlaces covalentes en comparación con sus contrapartes disociadas.

¿Puede señalar también lo que está mal en mi teoría?
Incluso estando unidos, los átomos se mueven por vibraciones. Además, si fuera cierto, ¿cómo explicaría el hecho de que hay moléculas inestables que no son capaces de formar enlaces en condiciones normales? No todos los átomos están formando moléculas.
Si no son capaces de formar enlaces, entonces no es mi preocupación ni mi teoría. ¿Lo es?
Sí, pero en cierto modo puede parecer paralizante. Porque los átomos pueden seguir vibrando con la misma velocidad, lo que esencialmente significa que su energía cinética puede permanecer igual. Pero, ¿qué sigue? Tu respuesta no me dice por qué los enlaces reducen la energía. por favor explique.
Estoy de acuerdo en que el calor puede destruir los límites químicos. Cuando aumentamos la temperatura, aumentamos las frecuencias de las vibraciones de las moléculas. En algún momento, la frecuencia es tan alta que la molécula se disociará. Pero no sé cómo explicar la formación de enlaces químicos por el calor mismo.
Bueno... creo que puedo usar mi teoría por el momento porque no es necesario o no estoy seguro de que los átomos puedan vibrar con la misma velocidad más tarde después de unirse si no hay una provisión de energía adicional. Tal vez la respuesta esté en el hecho de que la formación de enlaces es inversa a la ruptura de enlaces que adquiere energía térmica. Dios sabe mejor .
El hecho de que algún proceso pueda romperse no significa que el mismo proceso pueda construir algo)))
Debe ser una broma. :)
Por cierto, no proporcionaste ninguna teoría, aunque la llamas teoría, porque hiciste una declaración, pero no intentaste probarla usando evidencias experimentales o lógicas (matemáticas).