Hvorfor kan ammoniakmolekyle reagere med brintioner, men ikke gas?

Her er hvorfor ammoniak (NH₃) let reagerer med brintioner (H⁺), men ikke med brintgas (H₂):

ammoniak og brintioner:

* lewis syre-base-reaktion: Ammoniak er en lewis base , hvilket betyder, at det har et ensomt par elektroner på nitrogenatomet, som det kan donere. Hydrogenioner (H⁺) er lewis syrer , hvilket betyder, at de let accepterer elektronpar.

* Dannelse af ammoniumioner: Reaktionen mellem ammoniak og hydrogenioner danner ammoniumioner (NH₄⁺):

NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

* Gunstig reaktion: Denne reaktion er meget gunstig, fordi den resulterende ammoniumion er mere stabil end den separate ammoniak og hydrogenion.

ammoniak og brintgas:

* Ingen passende reaktionsvej: Hydrogengas (H₂) findes som et diatomisk molekyle med en stærk kovalent binding. Det bryder ikke let fra hinanden under normale forhold.

* Energibarriere: For at reagere med ammoniak ville hydrogenmolekylerne være nødt til at blive brudt fra hinanden, hvilket kræver en betydelig mængde energi.

* katalysator nødvendig: Reaktionen mellem ammoniak og brintgas til dannelse af ammoniak er faktisk reversibel og har brug for en katalysator for at fortsætte, som jern. Denne reaktion er grundlaget for Haber-Bosch-processen til at fremstille ammoniak industrielt.

Kortfattet:

Ammoniak reagerer med hydrogenioner, fordi det er en gunstig Lewis-syre-base-reaktion. Ammoniak reagerer ikke let med brintgas, fordi der ikke er nogen let reaktionsvej, og den krævede energibarriere er for høj.

Fortæl mig, hvis du gerne vil have en mere detaljeret forklaring af nogen af ​​disse punkter!