พลังงานแลตทิซและวัฏจักรโบน-เฮ伯 (Born-Haber cycles)

พลังงานที่กักเก็บอยู่ในโครงผลึก

• การเกิดผลึกไอออนิกเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีหลายขั้นตอน
• พลังงานแลตทิซ คือการปลดปล่อยพลังงานจำนวนมาก
• วงจรโบร์น-เฮเบออร์ เชื่อมโยงทุกอย่างเข้าด้วยกัน

การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีที่สำคัญ

• การเปลี่ยนสถานะเป็นอะตอม $\Delta H_{\text{at}}$: พลังงานเพื่อสร้างสารหนึ่งโมลของอะตอมในสถานะแก๊ส (บวกเสมอ)
• พลังงานแลตทิซ $\Delta H_{\text{latt}}$: การเปลี่ยนแปลงเมื่อสารหนึ่งโมลของแลตทิซแข็งเกิดจากไอออนในสถานะแก๊ส (ลบเสมอ)
• อิเล็กตรอนแอฟฟินิตี้อันดับแรก: การเปลี่ยนแปลงเมื่ออะตอมในสถานะแก๊สรับอิเล็กตรอนแต่ละตัว (ลบโดยทั่วไป); เมื่อลงกลุ่มจะ คายความร้อนน้อยลง (อะตอมใหญ่ขึ้น)

วงจรโบร์น-เฮเบออร์สำหรับโซเดียมคลอไรด์

วงจรโบร์น-เฮเบออร์และความแข็งแกร่งของแลตทิซ

• วงจรโบร์น-เฮเบออร์ เชื่อมโยงการ เกิด ของผลึกไอออนิกกับการเปลี่ยนสถานะเป็นอะตอม, พลังงานไอออไนซ์, อิเล็กตรอนแอฟฟินิตี้ และพลังงานแลตทิซ ใช้ กฎเฮสส์ เพื่อหาขั้นตอนที่ไม่ทราบค่า
• พลังงานแลตทิซจะ ลบมากกว่า (แข็งแกร่งกว่า) เมื่อ:
  • ประจุไอออน สูงขึ้น ($\text{Mg}^{2+}$ ชนะ $\text{Na}^{+}$), และ
  • รัศมีไอออน เล็กลง

ผลึกไอออนิกเช่นโซเดียมคลอไรด์คือแลตทิซของไอออนที่มีรูปแบบซ้ำๆ ขนาดใหญ่

สิ่งที่ทำให้พลังงานแลตทิซมีค่ามาก

• พลังงานแลตทิซจะ คายความร้อนมากขึ้น สำหรับไอออนที่มี ขนาดเล็กและมีประจุสูง
• นี่คือเหตุผลที่ MgO มีพลังงานแลตทิซมากกว่า NaCl มาก

ไอออนขนาดเล็กและประจุสูงกว่าทำให้พลังงานแลตทิซแข็งแกร่งขึ้น

คุณเข้าใจแล้ว