المحتوى
عندما يحترق المغنيسيوم عنصري في الهواء ، فإنه يجمع مع الأكسجين لتشكيل مركب أيوني يسمى أكسيد المغنيسيوم أو المغنيسيوم. يمكن أن يتحد المغنيسيوم أيضًا مع النيتروجين ليشكل نيتريد المغنيسيوم ، Mg3N2 ، ويمكن أن يتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون أيضًا. رد الفعل قوي واللهب الناتج هو اللون الأبيض اللامع. عند نقطة واحدة ، تم استخدام حرق المغنيسيوم لتوليد الضوء في المصابيح الكهربائية التصوير الفوتوغرافي ، على الرغم من أن المصابيح الكهربائية اليوم اتخذت مكانها. لا يزال مظاهرة الفصول الدراسية شعبية رغم ذلك.
ذكر جمهورك أن الهواء هو مزيج من الغازات ؛ النيتروجين والأكسجين هي المكونات الرئيسية ، على الرغم من وجود ثاني أكسيد الكربون وبعض الغازات الأخرى كذلك.
وضح أن الذرات تميل إلى أن تكون أكثر استقرارًا عندما تكون القشرة الخارجية ممتلئة ، أي أنها تحتوي على أكبر عدد ممكن من الإلكترونات. يوجد للمغنيسيوم إلكترونان فقط في غلافه الخارجي ، لذا فهو يميل إلى التخلي عنهما ؛ الأيونات الموجبة الشحنة المتكونة من هذه العملية ، أيون المغنيسيوم + 2 ، لها غلاف خارجي كامل. بالمقابل ، يميل الأكسجين إلى الحصول على إلكترونين يملأان الغلاف الخارجي.
أشر إلى أنه بمجرد حصول الأكسجين على إلكترونين من المغنيسيوم ، فإنه يحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات من البروتونات ، لذلك يكون له شحنة سالبة صافية. على النقيض من ذلك ، فقدت ذرة المغنيسيوم إلكترونين ، لذلك أصبح لديها الآن بروتونات أكثر من الإلكترونات ، وبالتالي شحنة موجبة صافية. تنجذب هذه الأيونات الموجبة والسالبة لبعضها البعض ، لذلك يجتمعون لتشكيل هيكل من نوع شعرية.
اشرح أنه عندما يتم الجمع بين المغنيسيوم والأكسجين ، فإن منتج أكسيد المغنيسيوم له طاقة أقل من المواد المتفاعلة. تنبعث الطاقة المفقودة كالحرارة والضوء ، مما يفسر اللهب الأبيض الرائع الذي تراه. كمية الحرارة كبيرة لدرجة أن المغنيسيوم يمكن أن يتفاعل مع النيتروجين وثاني أكسيد الكربون ، وكلاهما عادة ما يكون غير نشط للغاية.
علم جمهورك أنه يمكنك معرفة مقدار الطاقة التي يتم إصدارها بواسطة هذه العملية عن طريق تقسيمها إلى عدة خطوات. تقاس الحرارة والطاقة بوحدات تسمى جول ، حيث يبلغ كيلوجول ألف جول. يستغرق تبخير المغنيسيوم إلى مرحلة الغاز حوالي 148 كيلو جول / مول ، حيث يكون الخلد 6.022 × 10 ^ 23 ذرة أو جزيئات ؛ بما أن التفاعل يتضمن ذرتين من المغنيسيوم لكل جزيء أكسجين O2 ، اضرب هذا الرقم في 2 للحصول على 296 كيلو جول. يستغرق تأين المغنيسيوم 4374 كيلوجولت إضافيًا ، بينما يأخذ تقسيم O2 إلى ذرات فردية 448 كيلوجولت. تحتاج إضافة الإلكترونات إلى الأكسجين إلى 1404 كيلو جول. إن جمع كل هذه الأرقام يمنحك 6522 كيلوجرام تم إنفاقها. ومع ذلك ، يتم استرداد كل هذا من خلال الطاقة المنبعثة عندما تتحد أيونات المغنيسيوم والأكسجين في بنية الشبكة: 3850 كيلو جول لكل مول أو 7700 كيلو جول لكل من مولين من المغنيسيوم الناتج عن التفاعل. والنتيجة النهائية هي أن تكوين أكسيد المغنيسيوم يطلق 1206 كيلو جول من أجل مولين من المنتج يتكون أو 603 كيلو جول لكل مول.
هذا الحساب لا يخبرك بما يحدث بالفعل ، بالطبع ؛ الآلية الفعلية للتفاعل تنطوي على الاصطدامات بين الذرات. لكنه يساعدك على فهم مصدر الطاقة الناتجة عن هذه العملية. إن نقل الإلكترونات من المغنيسيوم إلى الأكسجين ، متبوعًا بتكوين الروابط الأيونية بين الأيونات ، يطلق كمية كبيرة من الطاقة. يتضمن رد الفعل بعض الخطوات التي تتطلب الطاقة ، بالطبع ، ولهذا السبب تحتاج إلى توفير الحرارة أو شرارة من أخف وزنا لبدء ذلك. بمجرد القيام بذلك ، فإنه يطلق الكثير من الحرارة بحيث يستمر التفاعل دون أي تدخل إضافي.