Расчет энергии кристаллической решетки.
Энергией кристаллической решетки называют то количество энергии, которое необходимо для разрыва кристаллической решетки на составные части с удалением их на значительное расстояние. Экспериментальное определение энергии кристаллической решетки затруднительно. Ее можно вычислить при помощи цикла Борна – Габера, основанного на законе Гесса, т.е. через определение энтальпии кристаллической решетки.
Для определения энтальпии ионной кристаллической решетки хлорида натрия построим схему энтальпийной диаграммы.
Na+(г)+Cl(г)
Na+(г)+Cl–(г)
Na(г)+Cl(г)
Na(г)+½Cl2
Na(к)+½Cl2(г)
ΔH0обр. NaCl
NaCl(к)
В этой схеме цикла Борна – Габера кристаллический хлорид натрия получают: с одной стороны непосредственно взаимодействием кристаллического натрия и газообразного хлора.
Na(к)+½Cl2(г)= NaCl(к); ΔH0обр. NaCl(г)
б) С другой стороны – посредством ряда стадий: испарения (сублимации) натрия è диссоциации хлора è ионизации (отрыва электрона) натрия è сродства к электрону хлора (присоединение электрона хлора) è взаимодействия иона натрия с ионом хлора с образованием кристаллического NaCl
· Na(к)= Na(г); ΔH0суб. Na; ΔH0суб. Na =ΔH0обр. Na(г) – ΔH0обр. Na(к)
· ½Cl2(г) = Cl(г); ΔH0дис. Cl2; ΔH0дис. Cl2=ΔH0обр. Сl(г) – ½ΔH0обр. Cl2(г)
· Na(г)= Na+; ΔH0ион. Na; ΔH0ион. Na=ΔH0обр. Na+(г) – ΔH0обр. Na–(г)
· Cl(г)=Cl–; ΔH0ср.к эл. Cl; ΔH0ср.к эл. Cl=ΔH0обр. Сl–(г) – ΔH0обр. Cl(г)
· Na+(г)+ Cl–(г)= NaCl(к); ΔH0реш;
Используя закон Гесса, запишем.
ΔH0обр. NaCl(к) =ΔH0суб. Na +ΔH0дис. Cl2+ΔH0ион. Na +ΔH0ср.к эл. Cl +ΔH0реш.
Все энтальпии, за исключением ΔH0реш, находят по следствии из закона Гесса.
ΔH0обр. NaCl(к)= -411 кДж/моль; ΔH0суб. Na =109 кДж/моль; ½ΔH0дис. Cl2=121 кДж/моль; ΔH0ион. Na =494 кДж/моль; ΔH0ср.к эл. Cl = -380 кДж/моль.
Тогда:
ΔH0реш =ΔH0обр. NaCl(к)–ΔH0суб. Na –ΔH0дис. Cl2 –ΔH0ион. Na –ΔH0ср.к эл. Cl= -411 – 109 – 121– – 494 – (-380) = -755 кДж/моль.
Следовательно, энергия кристаллической решетки
Ереш.= 755 кДж.
Смотрите также
Планирование дискриминирующих экспериментов
Для дискриминации гипотез используют
эксперименты различного типа.
Химические эксперименты. Различные
тестовые реакции часто позволяют определить вероятность участия того или иного
вещес ...
Гетероциклические соединения
К гетероциклическим
относятся соединения, содержащие циклы, в которых один или два (несколько)
атомов являются элементами, отличными от углерода. Гетероциклические системы
многообразны. Эле ...
Синтез хлорида олова (IV)
В этой работе рассмотрены свойства хлорида
олова (IV), методы синтеза и
применение. Хлорид олова (IV) –
вещество, необходимое в неорганическом синтезе; в данный момент в лаборатории
отсу ...