Что такое энергия решетки?

Энергия решетки является формой атомной потенциальной энергии. Это количество энергии, необходимое для расщепления ионов твердого тела на газообразные ионы и атомы, из которых получается положительное значение. Обратная форма, в которой энергия выделяется при связывании ионов во время образования твердого тела, дает отрицательное значение. Стандартными единицами для значений энергии решетки являются килоджоули на моль (кДж / моль), и основное применение для расчета этой атомной энергии состоит в том, чтобы описать, насколько стабильным является конкретное ионное твердое вещество.

Ионные твердые вещества имеют кристаллическую структуру, поэтому каждый ион может взаимодействовать с несколькими другими с противоположным зарядом. Упорядоченная структура позволяет ионам взаимодействовать, несмотря на имеющуюся термодинамическую энергию, которая приводит к малому процессу или энтропии. Когда ионы противоположных зарядов действительно взаимодействуют, высвобождается много энергии, свойство, которое заставляет твердые ионы иметь очень высокие температуры плавления и кипения.

Энергия, необходимая для этих реакций, может быть определена путем расчета энергии решетки для ионов. Энергии решетки рассчитываются путем применения цикла Борна-Хабера, который включает в себя сочетание энергетических концепций, используемых для получения точных измерений. Энергия ионизации, энергия, необходимая для отделения электрона от атома или иона, а также сродство к электрону, энергия, выделяемая при добавлении электрона к иону или нейтральному атому, включены в такие расчеты. Другие значения включают энергию диссоциации, необходимость разрыва соединения; энергия сублимации, которая может вызвать переход вещества из твердого состояния в газообразное; и теплота формирования, изменение энергии, когда состав создан из его основных элементов.

Изменения энергии в любом процессе могут быть рассчитаны путем постепенного разложения вещей, что объясняется законом Гесса. Путем реорганизации уравнения цикла Борна-Хабера для вычисления энергии решетки достигается результат вычитания теплоты образования из теплоты атомизации из значения энергии диссоциации за вычетом суммы энергий ионизации за вычетом суммы сродства к электрону. Этот результат описывает высвобождение энергии, когда ионы металла и неметалла образуют твердое тело. Энергетические тренды решетки определяют, разрушается ли твердое тело, для которого конечный результат является положительным значением, или ионы связываются, что приводит к отрицательному значению энергии. Эти значения энергии всегда оцениваются с использованием принципов цикла Борна-Хабера, потому что энергия решетки не может быть измерена напрямую.