Πόσο μεγάλη θα πρέπει να είναι η ενέργεια του πλέγματος για τον σχηματισμό της εξωθερμικής NaCl2;
Κατανόηση των εννοιών
* Πλέγμα ενέργειας: Η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν σχηματίζεται ένα mole μιας ιοντικής ένωσης από τα αέρια της ιόντα. Μια υψηλότερη ενέργεια πλέγματος υποδεικνύει έναν ισχυρότερο ιοντικό δεσμό.
* Εξοθερμική αντίδραση: Μια αντίδραση που απελευθερώνει ενέργεια στο περιβάλλον (αρνητική αλλαγή ενθαλπίας, ΔH <0).
* Κύκλος γεννημένης Haber: Μια σειρά βημάτων που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της ενέργειας πλέγματος μιας ιοντικής ένωσης.
κύκλος Born-Haber για NaCl2 (υποθετική)
1. εξάχνωση νατρίου (Na): Na (s) → Na (g) ΔHSUB
2. διάσπαση του χλωρίου (CL2): 1/2 cl2 (g) → cl (g) ΔHDISS
3. Ιονισμός του νατρίου (Na): Na (g) → Na + (g) + e-ie1
4. Ιονισμός του νατρίου (Na): Na+(g) → Na2+(g)+e-ie2
5. Ηλεκτρονική συγγένεια του χλωρίου (CL): Cl (g) + e- → cl- (g) ea
6. σχηματισμός NaCl2: Na2 + (g) + 2cl- (g) → NaCl2 (s) -Δhlattice
Το κλειδί: Για να είναι ο συνολικός σχηματισμός του NaCl2 εξωθερμικού, η ενέργεια του πλέγματος (-Δhlattice) πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη ώστε να ξεπεράσει τα ενδοθερμικά βήματα (εξάχνωση, διάσταση, ιονισμός και συγγένεια ηλεκτρονίων).
Προσδιορισμός της ελάχιστης ενέργειας πλέγματος:
1. Υπολογίστε τη συνολική αλλαγή ενθαλπίας για τα βήματα 1-5:
Δhtotal =ΔHSub + 1/2 ΔHDISS + IE1 + IE2 + 2EA
2. Η ενέργεια του πλέγματος (-Δhlattice) πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη Δhtotal για να γίνει η συνολική αντίδραση εξωθερμική.
Σκέψεις:
* Η δεύτερη ενέργεια ιονισμού (IE2) του νατρίου είναι εξαιρετικά υψηλή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αφαίρεση ενός ηλεκτρονίου από ένα θετικά φορτισμένο ιόν απαιτεί σημαντικά περισσότερη ενέργεια.
* Ο σχηματισμός του NaCl2 είναι εξαιρετικά απίθανο. Η μεγάλη δεύτερη ενέργεια ιονισμού του νατρίου καθιστά τον σχηματισμό Na2+ πολύ δυσμενείς. Η υποθετική ένωση NaCl2 θα ήταν πιθανώς ασταθής και δεν υπάρχει.
Συμπέρασμα
Η ενέργεια του πλέγματος του NaCl2 θα πρέπει να είναι σημαντικά μεγαλύτερη από το άθροισμα των αλλαγών της ενθαλπίας για τα άλλα βήματα στον κύκλο Born-Haber. Ωστόσο, λόγω της υψηλής δεύτερης ενέργειας ιονισμού του νατρίου, το NaCl2 είναι εξαιρετικά απίθανο να διαμορφωθεί.
