Che cos'è l'energia reticolare?
L'energia reticolare è una forma di energia potenziale atomica. È la quantità di energia necessaria per dividere gli ioni di un solido in ioni e atomi gassosi, da cui deriva un valore positivo. La forma inversa, in cui l'energia viene rilasciata quando gli ioni si legano durante la formazione di un solido, produce un valore negativo. Le unità standard per i valori di energia reticolare sono kilojoule per moli (kJ / mol) e l'applicazione principale per il calcolo di questa energia atomica è quella di descrivere la stabilità di un particolare solido ionico.
I solidi ionici hanno una struttura cristallina, quindi ogni ione può interagire con alcuni altri della carica opposta. La struttura ordinata consente agli ioni di interagire nonostante l'energia termodinamica disponibile per guidare qualsiasi processo, o entropia, essendo basso. Quando gli ioni di cariche opposte interagiscono, viene rilasciata una grande quantità di energia, una proprietà che fa sì che i solidi ionici abbiano punti di fusione e ebollizione molto elevati.
L'energia necessaria per queste reazioni può essere determinata calcolando l'energia reticolare per gli ioni. Le energie reticolari vengono calcolate applicando il ciclo Born-Haber, che prevede una combinazione di concetti energetici utilizzati per ricavare una misurazione accurata. In questi calcoli sono inclusi l'energia di ionizzazione, l'energia necessaria per far separare un elettrone da un atomo o ione, nonché l'affinità di elettroni, l'energia rilasciata aggiungendo un elettrone a un ione o atomo neutro. Altri valori includono energia di dissociazione, necessità di scomporre un composto; energia di sublimazione, che può far cambiare una sostanza da solido a gas; e calore di formazione, il cambiamento di energia quando un composto viene creato dai suoi elementi di base.
I cambiamenti di energia in qualsiasi processo possono essere calcolati rompendo le cose passo dopo passo, come spiegato dalla Legge di Hess. Riorganizzando l'equazione del ciclo di Born-Haber per calcolare l'energia reticolare, il risultato della sottrazione del calore di formazione dal calore dell'atomizzazione, dal valore dell'energia di dissociazione, meno la somma delle energie di ionizzazione, si ottiene la somma delle affinità elettroniche. Questo risultato descrive il rilascio di energia quando gli ioni metallici e non metallici formano un solido. Le tendenze energetiche reticolari definiscono se il solido viene spezzato, per il quale il risultato finale è un valore positivo o se gli ioni si legano, determinando un valore energetico negativo. Questi valori di energia sono sempre stimati usando i principi del ciclo di Haber-Born perché l'energia reticolare non può essere misurata direttamente.