Was ist Gitterenergie?
Gitterenergie ist eine Form der Atompotentialenergie. Es ist die Menge an Energie, die erforderlich ist, um die Ionen eines Feststoffs in gasförmige Ionen und Atome aufzuteilen, von denen ein positiver Wert abgeleitet wird. Die umgekehrte Form, in der Energie während der Bildung eines Feststoffs mit Ionen freigesetzt wird, ergibt einen negativen Wert. Die Standardeinheiten für Gitterenergiewerte sind Kilojoule pro Molen (kJ/mol), und die primäre Anwendung zur Berechnung dieser atomaren Energie besteht darin, zu beschreiben, wie stabil ein bestimmter ionischer Feststoff ist. Die geordnete Struktur ermöglicht es Ionen, trotz der verfügbaren thermodynamischen Energie zu interagieren, um einen beliebigen Prozess oder die Entropie zu fördern. Wenn Ionen mit entgegengesetzten Gebühren interagieren, wird viel Energie freigesetzt, eine Eigenschaft, die Ionen Feststoffe verursacht, die sehr hohe Schmelz- und Siedepunkte haben.
Die für diese Reaktionen benötigte Energie kann durch Berechnung der Gitterenergie für die Ionen bestimmt werden. Gitterenergien werden berechnet, indem der Born-Haber-Zyklus angewendet wird, der eine Kombination von Energiekonzepten umfasst, um eine genaue Messung abzuleiten. Ionisationsenergie, die Energie, die erforderlich ist, um ein Elektron von einem Atom oder Ion zu trennen, sowie die Elektronenaffinität, die Energie, die durch Zugabe eines Elektrons zu einem Ion oder neutralen Atom freigesetzt wird, sind in solchen Berechnungen enthalten. Andere Werte umfassen Dissoziationsenergie, die eine Verbindung zerbrechen müssen. Sublimationsenergie, die dazu führen kann, dass eine Substanz von einem Feststoff zu Gas wechselt; und Formationswärme, die Veränderung der Energie, wenn eine Verbindung aus ihren Grundelementen heraus erzeugt wird.
Energieveränderungen in jedem Prozess können berechnet werden, indem die Dinge Schritt für Schritt abgebrochen werden, was durch das Hessgesetz erklärt wird. Durch Umstrukturierung der Born-Haber-Zyklusgleichung zur Berechnung der Gitterenergie, das Ergebnis der Subtraktion der Bildungswärme von tDie Zerstäubungswärme aus dem Dissoziationsenergiewert abzüglich der Summe der Ionisationsenergien, abzüglich der Summe der Elektronenaffinitäten, wird erreicht. Dieses Ergebnis beschreibt die Freisetzung von Energie, wenn Metall- und Nichtmetallionen einen Feststoff bilden. Gitterenergietrends definieren, ob der Feststoff aufgebrochen wird, für das das Endergebnis ein positiver Wert ist, oder Ionen binden, was zu einem negativen Energiewert führt. Diese Energiewerte werden immer unter Verwendung von Born-Haber-Zyklusprinzipien geschätzt, da Gitterenergie nicht direkt gemessen werden kann.