Pytanie:
Który alotrop fosforu jest najbardziej stabilny kinetycznie?
user223679
2015-05-18 23:19:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Który alotrop fosforu jest najbardziej stabilny kinetycznie?

Wykluczyłem kolor biały i żółty jako dość reaktywny.

Czerwone i czarne alotropy są zarówno polimeryczne, jak i stosunkowo mniej reaktywne.

Czarny wygląda na najbardziej stabilny termodynamicznie . Ale kinetycznie nie mam pojęcia, czy powinien być czerwony czy czarny.
Odpowiedź udzielona mi to Czerwony.

( Odpowiednia dyskusja na czacie)

IIRC, czarny jest najbardziej stabilny termodynamicznie, a czerwony jest najbardziej stabilny kinetycznie. Jednak rozumowanie umyka mi.
Możesz dodać zakładkę do całej rozmowy na czacie i link do niej. Zrobiłem to dla Ciebie i wstawiłem link.
Stabilność termodynamiczna jest łatwa do zdefiniowania, ale stabilność kinetyczna nie jest łatwa do zdefiniowania. Zastanowiłbym się, co to znaczy być stabilnym kinetycznie.
Jeden odpowiedź:
Martin - マーチン
2015-05-19 16:38:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Myślę, że kluczem do tego pytania jest zrozumienie różnicy między stabilnością termodynamiczną i kinetyczną. W tym poście uważam odpowiedź Thomija za najbardziej rygorystyczną i pouczającą.

Z tego powinieneś dowiedzieć się, że termodynamicznie najbardziej stabilny alotrop odpowiada globalnemu minimum na powierzchni energii potencjalnej podczas gdy kinetycznie stabilny alotrop, tj. utrudniony przez barierę aktywacji, odpowiada lokalnemu minimum. Z tego można łatwo zauważyć, że alotrop najbardziej stabilny termodynamicznie jest również alotropem najbardziej stabilnym kinetycznie. Wynika to z faktu, że bariery wzajemnej przemiany różnych odmian alotropowych zawsze muszą być wyższe dla najbardziej stabilnej.

W poniższym dwuwymiarowym przypadku widzisz, że termodynamicznie najbardziej stabilne, tj. minimum globalne, jest otoczone dwoma lokalnymi minimami. Zawsze musi być prawdą, że $ E_ \ mathrm {a} (1 \ to2) <E_ \ mathrm {a} (2 \ to1) $, jeśli 1 $ to lokalność, a 2 $ to minimum globalne. To samo dotyczy drugiego przypadku. Gdyby to nie było prawdą, to 2 $ nie może być globalnym minimum, a zatem nie jest termodynamicznie najbardziej stabilną modyfikacją.

simple 2D potential energy surface

Po ustaleniu tego jest prawdą, że fosfor czarny jest formą najbardziej stabilną termodynamicznie i kinetycznie, patrz Hollemann-Wiberg, str. 680.

Jednak patrząc na inną reakcję, sprawa może nie być już taka prosta. Odnosi się to nawet do różnych temperatur, co pokaże poniższa grafika (cytat z połączonej książki).

Hollemann Wiberg, p.680

„allotrop najbardziej stabilny termodynamicznie jest również alotropem najbardziej stabilnym kinetycznie”. Czy to P jest specyficzne? Ponieważ diament / grafit tego nie pokazuje.
@user223679 Co masz na myśli mówiąc o diamentach / graficie, nie pokazuje tego? To musi dotyczyć dowolnego elementu / alotropu. Jeśli patrzysz na różne reakcje i warunki, wszystko może się zmienić, ponieważ kinetyka jest ich funkcją.
Z grafiki nie mogę wywnioskować, że odpowiedzią jest czerń. Paragraf komentuje stabilność termodynamiczną, podczas gdy schemat blokowy wydaje się mówić, że do przekształcenia czerwieni wymagane jest 550-620 stopni, co wydaje się oznaczać, że czerwień jest kinetycznie stabilna.
W odpowiedzi na Twój pierwszy komentarz: `` Klasycznym przykładem podręcznikowym jest konwersja diamentu do grafitu, która jest korzystna termodynamicznie, ponieważ energia swobodna grafitu jest niższa, ale nie występuje w normalnych warunkach, ponieważ kinetyka reakcji (w formy wymaganej ogromnej energii aktywacji) są skrajnie niekorzystne ”Miałem na myśli [to] (http://chemistry.stackexchange.com/a/2885/15912).
Oczywiście czerwony jest stabilny kinetycznie, ale kinetyka jest jedynym powodem, dla którego jest stabilny, nadal jest niestabilny w stosunku do czarnego i fioletowego luminoforu.
@user223679 W normalnych warunkach diament jest stabilny kinetycznie i nie tworzy grafitu. Pozostaje jeszcze mniej stabilny w stosunku do grafitu.
W odpowiedzi na Twój drugi komentarz, czy kolor czerwony jest kinetycznie najbardziej stabilny? "nadal jest niestabilny w stosunku do luminoforu czarnego i fioletowego". -> Wydaje się, że jest to niestabilność definiowana na podstawie termodynamiki, a nie kinetyki.
Trzeci komentarz: Nawet w przypadku P, w normalnych warunkach, kolor czerwony nie byłby bardziej stabilny kinetycznie, jak sugeruje to schemat blokowy twojej grafiki.
Ta dyskusja zakończyła się czatem. Spójrz [tutaj] (http://chat.stackexchange.com/rooms/3229/conversation/phosphorus-kinetic-stability) pod kątem rozmowy z zakładkami.
@Martin- マ ー チ ン W odniesieniu do diamentu należy zauważyć, że w przypadku wzajemnej przemiany grafitu i diamentu, zakładając mikroskopijną odwracalność, bariera swobodnej energii od grafitu do diamentu jest wyższa niż odwrotna. Oczywiście grafit może spalać się znacznie lepiej, ale znowu nie jest jasne, co oznacza „stabilność kinetyczna” ...


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...