Learning Objective
- Beskrive gitter energi og de faktorer, der påvirker det
hovedpunkter
- Gitter energi er defineret som den energi der kræves til at adskille en mole af en ionisk fast i gasformige ioner.
- Gitterenergi kan ikke måles empirisk, men den kan beregnes ved hjælp af elektrostatik eller estimeres ved hjælp af den fødte Haber-cyklus.,
- to hovedfaktorer, der bidrager til størrelsen af gitterenergien, er ladningen og radius af de bundne ioner.
Vilkår
- eksoterm reaktionen proces, der frigiver varme i omgivelserne.
- gitter energimængden af energi frigivet ved dannelse af et krystallinsk ionisk faststof fra gasformige ioner.
Definition af Gitterenergi
Gitterenergi er et estimat af bindingsstyrken i ioniske forbindelser. Det defineres som dannelsesvarmen for ioner med modsat ladning i gasfasen for at kombinere til et ionisk fast stof., Som et eksempel er gitterenergien af natriumchlorid, NaCl, den energi, der frigives, når gasformige Na+– og Cl-ioner samles for at danne et gitter af skiftende ioner i NaCl-krystallen.
Na^+ g) + Cl^ – g) \rightarrow NaCl (s) \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; \Delta-T=-787.3 kJ/mol
et negativt fortegn af den energi, der er vejledende for en eksoterm reaktion.
Alternativt kan gitterenergi betragtes som den energi, der kræves for at adskille en mol af et ionisk faststof i den gasformige form af dets ioner (det vil sige omvendt af reaktionen vist ovenfor).,
Gitterenergi kan ikke bestemmes eksperimentelt på grund af vanskeligheden ved at isolere gasformige ioner. Energiværdien kan estimeres ved hjælp af den fødte Haber-cyklus, eller den kan beregnes teoretisk med en elektrostatisk undersøgelse af krystalstrukturen.,
Faktorer, der Påvirker Gitter Energi
I 1918, der er Født og Lande fremlagde følgende model for gitter energi:
E = – \frac {N_AMz^+z^-e^2}{4 \pi \epsilon_o r_o} (1-\frac {1}{n})
I denne ligning, NA er Avogadros konstant, M er den Madelung konstant, som afhænger af den krystal geometri; z+ er gratis antallet af lelse; z– er gratis antallet af anion; e er den elementære afgift af elektroner; n er Født eksponent, en karakteristik af kompressionsevne af solid; \epsilon _o er permittivity af fri plads; og r0 er afstanden til den nærmeste ion.,
denne model understreger to hovedfaktorer, der bidrager til gitterenergien af et ionisk fast stof: ladningen på ionerne og ionernes radius eller størrelse. Effekten af disse faktorer er:
- som afgift af ioner stiger, gitter energi stiger
- , som størrelsen af ioner stiger, gitter energi reduceres
Gitter energi er også vigtigt for at kunne forudsige opløselighed i ioniske faste stoffer i H2O. Ionforbindelser med mindre gitter energier har en tendens til at være mere opløseligt i H2O.,