Qu'est-ce que l'énergie de réseau?
L'énergie de réseau est une forme d'énergie potentielle atomique. C'est la quantité d'énergie nécessaire pour fractionner les ions d'un solide en ions et atomes gazeux, à partir de laquelle une valeur positive est dérivée. La forme inverse, dans laquelle de l'énergie est libérée lorsque les ions se lient lors de la formation d'un solide, donne une valeur négative. Les unités standard pour les valeurs d'énergie de réseau sont les kilojoules par mole (kJ / mol), et l'application principale pour calculer cette énergie atomique consiste à décrire le degré de stabilité d'un solide ionique particulier.
Les solides ioniques ont une structure cristalline, de sorte que chaque ion peut interagir avec quelques autres de la charge opposée. La structure ordonnée permet aux ions d'interagir malgré l'énergie thermodynamique disponible pour piloter n'importe quel processus, ou entropie, étant faible. Lorsque des ions de charges opposées interagissent, une grande quantité d'énergie est libérée, une propriété qui fait que les solides ioniques ont des points de fusion et d'ébullition très élevés.
L'énergie nécessaire à ces réactions peut être déterminée en calculant l'énergie du réseau pour les ions. Les énergies de réseau sont calculées en appliquant le cycle de Born-Haber, qui implique une combinaison de concepts d'énergie utilisés pour obtenir une mesure précise. L'énergie d'ionisation, l'énergie nécessaire pour séparer un électron d'un atome ou d'un ion, ainsi que l'affinité pour l'électron, l'énergie libérée en ajoutant un électron à un ion ou à un atome neutre, sont incluses dans ces calculs. D'autres valeurs incluent l'énergie de dissociation, le besoin de séparer un composé; l'énergie de sublimation, qui peut amener une substance à passer d'un solide à un gaz; et chaleur de formation, le changement d'énergie lorsqu'un composé est créé à partir de ses éléments de base.
Les changements d'énergie dans n'importe quel processus peuvent être calculés en décomposant les choses étape par étape, comme l'explique la loi de Hess. En réorganisant l'équation du cycle de Born-Haber pour calculer l'énergie du réseau, le résultat de la soustraction de la chaleur de formation de la chaleur de l'atomisation, de la valeur de l'énergie de dissociation, moins la somme des énergies d'ionisation, moins la somme des affinités électroniques est atteint. Ce résultat décrit la libération d'énergie lorsque des ions métalliques et non métalliques forment un solide. Les tendances énergétiques du réseau définissent si le solide est fragmenté, pour lequel le résultat final est une valeur positive, ou si les ions se lient, entraînant une valeur d'énergie négative. Ces valeurs d'énergie sont toujours estimées à l'aide des principes du cycle de Born-Haber, car l'énergie du réseau ne peut être mesurée directement.