энтальпия кристаллической решетки

Выше было показано, что энтальпии связей являются мерой прочности химических связей в ковалентных соединениях. Аналогичной характеристикой ионных соединений является энтальпия их кристаллической решетки. Она называется также энергией (кристаллической) решетки.

Стандартной молярной энтальпией решетки называется изменение энтальпии, которым сопровождается образование одного моля твердого ионного соединения из входящих в него ионов в их газообразном состоянии при стандартных условиях.

Энтальпии решетки не поддаются прямому экспериментальному определению. Однако их можно вычислять из экспериментально определяемых энтальпий с помощью закона Гесса. Рассмотрим, например, кристаллическую решетку хлорида натрия. Образование этой решетки из образующих ее элементов, находящихся в их стандартных состояниях, можно представить как процесс, состоящий из пяти стадий. Суммарную реакцию представим как путь А.

где последняя величина-стандартная молярная энтальпия образования хлорида натрия.

Путь В. Этот путь разбивается на пять стадий, одной из которых является образование кристаллической решетки из входящих в нее ионов в их газообразном состоянии.

Стадия B1:

Этот процесс представляет собой атомизацию, или сублимацию, натрия.

Стадия B2:

Этот процесс представляет собой ионизацию газообразного натрия. Соответствующее изменение энтальпии равно первой энергии ионизации натрия (см. разд. 2.2).

Стадия B3:

Эта стадия представляет собой атомизацию хлора. Энтальпия атомизации хлора равна половине энтальпии диссоциации связи Cl—Cl.

Стадия B4:

Эта стадия представляет собой ионизацию хлора. Ее энтальпия соответствует первой энергии сродства к электрону хлора (см. разд. 3.1).

Стадия B5:

Эта стадия представляет собой образование ионной решетки из входящих в нее ионов в их газообразном состоянии.

Чтобы вычислить значение стандартной молярная энтальпии решетки хлорида натрия, воспользуемся законом Гесса, сформулированным в виде уравнения (11). Этому уравнению в рассматриваемом случае аналогично следующее равенство:

Подставляя в это равенство указанные выше значения, находим

Это и есть стандартная молярная энтальпия решетки хлорида натрия.

 

 

 

Оглавление: