cel uczenia się
- opisz energię sieci i czynniki, które na nią wpływają
kluczowe punkty
- energia sieci jest zdefiniowana jako energia potrzebna do oddzielenia mola jonowego ciała stałego na jony gazowe.
- energii sieci nie można zmierzyć empirycznie, ale można ją obliczyć za pomocą elektrostatyki lub oszacować za pomocą cyklu Borna-Habera.,
- dwa główne czynniki, które przyczyniają się do wielkości energii sieci to ładunek i promień połączonych jonów.
Warunki
- reakcja egzotermiczna, która uwalnia ciepło do otoczenia.
- energia siecialokość energii uwalnianej podczas tworzenia krystalicznego ciała stałego z jonów gazowych.
definicja energii sieci
energia sieci jest oszacowaniem siły wiązania w związkach jonowych. Definiuje się ją jako ciepło tworzenia się jonów o przeciwnych ładunkach w fazie gazowej, które łączą się w jonowe ciało stałe., Na przykład energia sieci chlorku sodu, NaCl, jest energią uwalnianą, gdy gazowe jony Na+ i CL– łączą się, tworząc sieć przemiennych jonów w krysztale NaCl.
Na^ + (g) + Cl^ – (g) \rightarrow NaCl (s) \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; \Delta H = -787,3 kJ / mol
ujemny znak energii wskazuje na reakcję egzotermiczną.
alternatywnie, energia sieciowa może być uważana za energię potrzebną do oddzielenia mola jonowego ciała stałego w gazową postać jego jonów (czyli odwrotność reakcji pokazanej powyżej).,
energia sieci nie może być określona doświadczalnie ze względu na trudności w izolowaniu jonów gazowych. Wartość energetyczną można oszacować za pomocą cyklu Borna-Habera lub można ją obliczyć teoretycznie za pomocą badania elektrostatycznego struktury krystalicznej.,
czynniki wpływające na energię sieci
w 1918 roku Born i Lande przedstawili następujący model energii sieci:
E = – \frac {N_AMz^+z^-E^2}{4 \pi \epsilon_o r_o} (1-\frac {1}{n})
w tym równaniu NA jest stałą Avogadro; M jest stałą Madelunga, która zależy od geometrii kryształu; z+ jest liczbą ładunku kationu; z– jest liczbą ładunku anionu; E jest ładunkiem elementarnym elektronu; N jest wykładnikiem urodzonym, charakterystycznym dla ściśliwości ciała stałego; \Epsilon _o jest przenikalnością wolnej przestrzeni; a R0 jest odległością od najbliższego jonu.,
model ten podkreśla dwa główne czynniki, które przyczyniają się do energii sieci jonowej ciała stałego: ładunek jonów i promień lub rozmiar jonów. Wpływ tych czynników jest następujący:
- wraz ze wzrostem ładunku jonów wzrasta energia sieci
- wraz ze wzrostem wielkości jonów zmniejsza się energia sieci
Energie sieci są również ważne w przewidywaniu rozpuszczalności jonowych ciał stałych w H2O. związki jonowe o mniejszych energiach sieci są bardziej rozpuszczalne w H2O.,