Tại sao ở điều kiện thường (25 °C, 1 bar), nitrogen tồn tại ở dạng phân tử N2 trong khi đó phosphorus lại tồn tại ở dạng P4 mà không xảy ra trường hợp ngược lại? Biết:
– Năng lượng liên kết ba N≡N là 941 kJ/mol.
– Năng lượng liên kết ba P≡P là 490 kJ/mol.
– Năng lượng liên kết đơn N-N là 160 kJ/mol.
– Năng lượng liên kết đơn P-P là 209 kJ/mol.
Câu trả lời tốt nhất
Phân tử P4 có dạng chóp tam giác, 4 nguyên tử P ở 4 đỉnh, mỗi đỉnh liên kết với nhau bằng liên kết đơn —> Tổng 6 liên kết đơn P-P
—> Năng lượng tạo ra khi hình thành 1 mol phân tử P4 từ 4 mol nguyên tử P là 209.6 = 1254 kJ
Khi tạo thành 1 mol phân tử P2 (P≡P) thì tỏa ra năng lượng là 490.2 = 980 < 1254
—> P4 bền hơn P2 —> Ở điều kiện thường phosphorus tồn tại ở dạng P4.
Tương tự như vậy:
+ Năng lượng tỏa ra khi hình thành N4 là 160.6 = 960
+ Năng lượng tỏa ra khi hình thành N2 là 941.2 = 1882 > 960
—> N2 bền hơn N4 —> Ở điều kiện thường nitrogen tồn tại ở dạng N2.