Расчет энергии кристаллической решетки.

Полезные материалы / Основы химии / Энергетика химических процессов. / Расчет энергии кристаллической решетки.

Численные методы в химии

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

Поиск структурно-химической информации в Internet
1.а)  Дифракционные методы-рентгеноструктурный анализ и нейронография-как важнейшие источники структурно-химической информации.        б) Их основы, возможности и ограничения.    в) ...

Введение
Физическая химия  – наука, объясняющая химические явления и устанавливающая их закономерности на основе общих принципов физики. Общая задача физической химии  – предсказание временного хода химичес ...

Влияние дисперсности алюминия и каталитических добавок на характеристики горения систем на основе активного горючего-связующего
Современные смесевые топлива состоят обычно из перхлората аммония, выполняющего роль окислителя, алюминия (изредка магния) в форме мелкодисперсного сферического порошка, и органического пол ...