inlärningsmål
- beskriv gitter energi och de faktorer som påverkar det
viktiga punkter
- gitter energi definieras som energi.som den energi som krävs för att separera en mol av en jonisk fast i gasformiga joner.
- gitter energi kan inte mätas empiriskt, men det kan beräknas med hjälp av elektrostatik eller uppskattas med hjälp av Born-Haber cykeln.,
- två huvudfaktorer som bidrar till gitterenergins storlek är laddningen och radien hos de bundna jonerna.
villkor
- exotermisk reaktiona process som släpper ut värme i sin omgivning.
- gitter energimängden energi som frigörs vid bildandet av ett kristallint jonhaltigt fast ämne från gasformiga joner.
Definition av gitter energi
gitter energi är en uppskattning av bindningsstyrkan i jonföreningar. Det definieras som värmebildning för joner av motsatt laddning i gasfasen för att kombinera till en jonisk fast substans., Som ett exempel är gitterenergin av natriumklorid, NaCl, den energi som frigörs när gasformiga Na + och Cl– joner kommer ihop för att bilda en gitter av alternerande joner i NaCl-kristallen.
Na^ + (g) + Cl^ – (g) \rightarrow NaCl (s) \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; \Delta H=-787.3 kJ/mol
det negativa tecknet på energin indikerar en exoterm reaktion.
alternativt kan gitterenergi betraktas som den energi som krävs för att separera en mol av ett jonhaltigt fast ämne i den gasformiga formen av dess joner (det vill säga baksidan av reaktionen som visas ovan).,
Gitterenergi kan inte bestämmas experimentellt på grund av svårigheten att isolera gasformiga joner. Energivärdet kan beräknas med hjälp av Born-Haber-cykeln, eller det kan beräknas teoretiskt med en elektrostatisk undersökning av kristallstrukturen.,
faktorer som påverkar Gitterenergi
i 1918 presenterade Born and Lande följande modell för gitterenergi:
e = – \frac {n_amz^+z^-e^2}{4 \pi \epsilon_o r_o} (1-\frac {1}{n})
i denna ekvation är na Avogadros konstant; M är Madelungkonstanten, som beror på kristallgeometrin; z+ är katjonens laddningsnummer; Z– är Anjonets laddningsnummer; E är elektronens elementära laddning; n är den födda exponenten, en egenskap hos den fasta kompressibiliteten; \Epsilon _o är permittiviteten av ledigt utrymme; och R0 är avståndet till närmaste Jon.,
denna modell betonar två huvudfaktorer som bidrar till gitterenergin hos ett jonskt fast ämne: laddningen på jonerna och radien eller storleken på jonerna. Effekten av dessa faktorer är:
- när laddningen av jonerna ökar ökar gitterenergin
- när jonernas storlek ökar minskar gitterenergin
Gitterenergier är också viktiga för att förutsäga lösligheten hos Joniska fasta ämnen i H2O. jonföreningar med mindre gitterenergier tenderar att vara mer lösliga i H2O.,