酸素を水に溶かすのは溶解
O2(気)が水に溶けるのは吸熱反応。なぜ？基素.icon
基素.icon酸素を水に溶かすことを化学で水和といいますか
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いいえ、酸素を水に溶かすことは化学的には「水和」とは呼びません。
正確には:
1. 「溶解」: これが酸素を水に溶かす正しい表現です。酸素分子が水分子の間に分散する過程を指します。 2. 「水和」: 水和は、水分子がイオンや極性分子の周りに配向して結合する過程を指します。例えば、塩化ナトリウム（NaCl）が水に溶けるとき、Na+イオンとCl-イオンの周りに水分子が配向することを水和と呼びます。 酸素分子（O2）は非極性分子なので、水中で水和せず、単に溶解するだけです。
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粒子が何とも結合していない状態から水和された状態になるのですから,水和熱は必ず発熱です
酸素気体の溶解は吸熱なのはなぜ？
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引用文は主にイオンや強い極性分子の水和を指しており、そのような場合は確かに発熱反応となります。しかし、酸素のような非極性気体の溶解はこの一般則に従いません。
溶解過程：
溶質の分子間または結晶格子の結合をバラすのにエネルギーが必要（吸熱）
溶媒（水）分子間の相互作用を弱めて空間を作るのにエネルギーが必要（吸熱）
溶質-溶媒間に新しい相互作用が形成される（発熱）
水和は多くの場合、既に分離したイオンや分子が対象となるため、分子間結合を壊すエネルギーは不要
基素.iconイオンは分離してるけど酸素はしてないからか
「分離した」イオンっていってるから、分離してないとまた別のはず基素.icon
基素.iconイオンの結晶格子の破壊はそんなにエネルギーいらんてこと？
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実は結晶格子の破壊には相当のエネルギーが必要です。この点について、より詳細に説明しましょう。
1. 結晶格子の破壊のエネルギー要求：
実際、結晶格子の破壊には多くのエネルギーが必要です。これを格子エネルギーと呼びます。
例えば、NaClの格子エネルギーは約 787 kJ/mol と非常に大きい値です。 2. では、なぜNaClの溶解は全体として発熱反応なのか：
a) 格子エネルギー（吸熱）: +787 kJ/mol
b) Na+イオンの水和エンタルピー（発熱）: -406 kJ/mol c) Cl-イオンの水和エンタルピー（発熱）: -364 kJ/mol
全体のエンタルピー変化 = 787 - 406 - 364 = +17 kJ/mol
理論上はわずかに吸熱ですが、実際の測定値は約 -4 kJ/mol（わずかに発熱）です。
3. なぜ全体として発熱または微小なエネルギー変化になるのか：
イオンの水和による発熱が、結晶格子の破壊による吸熱をほぼ相殺します。
さらに、エントロピーの増加が過程を促進します（ΔG = ΔH - TΔS）。
4. 酸素の溶解との比較：
酸素分子間の引力破壊に必要なエネルギーは、イオン性結晶の格子エネルギーよりはるかに小さいです。
しかし、酸素の水和エネルギーも非常に小さいため、全体として吸熱過程になります。
結論：結晶格子の破壊には確かに多くのエネルギーが必要ですが、イオンの水和による大きな発熱がこれを相殺します。一方、酸素のような非極性分子の場合、分子間引力は弱いものの、水和による発熱も小さいため、全体として吸熱過程になります。
化学反応のエネルギー収支は、しばしば複数の大きな値の差として現れるため、直感的に理解するのが難しいことがあります。
基素.iconイオンの水和の話だったのが、NaClの溶解の話になってしまった
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単独のNa+イオンの水和を考える場合、そもそも格子結晶は存在しません。
実際の化学反応では、Na+イオンは通常、NaClなどの塩の形で存在し、結晶格子を形成しています。
高校化学の仮定と実際の間のギャップがありそうだな基素.icon