Kandungan
Apabila magnesium unsur terbakar di udara, ia bergabung dengan oksigen untuk membentuk sebatian ionik yang dipanggil magnesium oksida atau MgO. Magnesium juga boleh bergabung dengan nitrogen untuk membentuk magnesium nitride, Mg3N2, dan boleh bertindak balas dengan karbon dioksida juga. Reaksi yang kuat dan api yang dihasilkan adalah berwarna putih yang cemerlang. Pada satu ketika, pembakaran magnesium digunakan untuk menjana cahaya dalam bola lampu fotografi fotografi, walaupun hari ini lampu suluh elektrik telah mengambil tempatnya. Ia tetap menjadi demonstrasi kelas yang popular.
Ingatkan penonton anda bahawa udara adalah campuran gas; nitrogen dan oksigen adalah unsur utama, walaupun karbon dioksida dan beberapa gas lain turut hadir.
Jelaskan bahawa atom cenderung lebih stabil apabila shell luarnya penuh, iaitu bilangan maksimum elektron. Magnesium hanya mempunyai dua elektron dalam cangkang luar, jadi ia cenderung memberikannya; ion yang dikenakan positif yang dibentuk oleh proses ini, ion Mg + 2, mempunyai cangkang luar penuh. Oksigen, sebaliknya, cenderung untuk mendapatkan dua elektron, yang mengisi shell terluarnya.
Tunjukkan bahawa sekali oksigen telah memperoleh dua elektron daripada magnesium, ia mempunyai lebih banyak elektron daripada proton, jadi ia mempunyai caj negatif bersih. Sebaliknya, atom magnesium telah kehilangan dua elektron, sehingga kini mempunyai lebih banyak proton daripada elektron dan karenanya adalah positif positif. Ion-ion positif dan negatif ini tertarik kepada satu sama lain, jadi mereka bersama-sama membentuk struktur kisi-kisi.
Jelaskan bahawa apabila magnesium dan oksigen digabungkan, produk, magnesium oksida, mempunyai tenaga yang lebih rendah daripada reaktan. Tenaga yang hilang dipancarkan sebagai haba dan cahaya, yang menerangkan api putih yang cemerlang yang anda lihat. Jumlah haba sangat besar sehingga magnesium dapat bertindak balas dengan nitrogen dan karbon dioksida, yang kedua-duanya biasanya sangat tidak aktif.
Ajarkan khalayak anda bahawa anda boleh mengetahui berapa banyak tenaga yang dikeluarkan oleh proses ini dengan memecahnya menjadi beberapa langkah. Haba dan tenaga diukur dalam unit yang dipanggil joule, di mana kilojoule adalah seribu joule. Mengewapkan magnesium ke fasa gas memerlukan kira-kira 148 kJ / mol, di mana tahi lalat adalah 6,022 x 10 ^ 23 atom atau zarah; kerana reaksi itu melibatkan dua atom magnesium untuk setiap molekul oksigen O2, kalikan angka ini dengan 2 untuk mendapatkan 296 kJ dibelanjakan. Mengionisasi magnesium mengambil tambahan 4374 kJ, sementara memecahkan O2 ke dalam atom individu mengambil 448 kJ. Menambah elektron ke oksigen mengambil 1404 kJ. Menambah semua nombor ini memberi anda 6522 kJ dikeluarkan. Kesemua ini pulih, bagaimanapun, dengan tenaga yang dibebaskan apabila ion magnesium dan oksigen menggabungkan ke dalam struktur kekisi: 3850 kJ setiap mol atau 7700 kJ untuk dua mol MgO yang dihasilkan oleh tindak balas. Hasil bersih ialah pembentukan magnesium oksida mengeluarkan 1206 kJ untuk dua mol produk yang terbentuk atau 603 kJ per mol.
Penghitungan ini tidak memberitahu anda apa yang sebenarnya berlaku, sudah tentu; Mekanisme reaksi sebenar melibatkan perlanggaran antara atom. Tetapi ia membantu anda memahami di mana tenaga yang dikeluarkan oleh proses ini berasal. Pemindahan elektron dari magnesium menjadi oksigen, diikuti oleh pembentukan ikatan ionik antara kedua ion, mengeluarkan sejumlah besar tenaga. Reaksi itu melibatkan beberapa langkah yang memerlukan tenaga, tentu saja, itulah sebabnya anda perlu membekalkan haba atau percikan api dari ringan untuk memulakannya. Sebaik sahaja anda melakukannya, ia melepaskan begitu banyak haba yang tindak balas terus tanpa campur tangan selanjutnya.