Energia reticular

A energia reticular ou energia de malha é definida como a energia necessária para transformar um mol de íons de um sólido iónico em íons gasosos, separados por uma distância infinita. Também pode ser definida como a energia liberada no processo inverso, isto é, na combinação de íons gasosos para formar um sólido cristalino. A energia de rede geralmente é medida em quilojoule por mol. Para cada sólido em particular, a energia da rede é uma constante que mede o quão firmemente as partículas constituintes são mantidas juntas.

Equação de Born-Landé

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A equação de Born-Landé, proposta por Max Born e Alfred Landé, fornece o valor da energia reticular de um composto iônico. A energia pode ser calculada com recurso a fórmula:

$E=-{\frac {N_{A}Mz^{+}z^{-}e^{2}}{4\pi \varepsilon _{0}r_{0}}}\left(1-{\frac {1}{n}}\right)$

Sendo,

${N_{A}}$, a constante de Avogadro;

${M}$, a constante de Madelung, relativa à geometria do cristal;

${z^{+}}$, o número de carga do cátion;

${z^{-}}$, o número de carga do ânion;

${e}$, a carga do elétron, de valor 1.6022×10−19 C;

${\varepsilon _{0}}$, a constante de permitividade eléctrica 8.854×10−12 C^2 J^−1 m^−1;

${r_{0}}$, a distância ao íon mais próximo; e

${n}$, o expoente de Born.

A equação de Born-Landé demonstra que a energia da rede de um composto aumenta conforme o aumento da carga e a proximidade dos íons.

Ciclo de Born-Haber

Ver artigo principal: Ciclo de Born-Haber

Ciclo de Bor-Haber para a formação do cloreto de sódio

O ciclo de Born-Haber é uma aplicação da Lei de Hess para calcular a entalpia reticular de um composto iônico.

Exemplo

A energia associada a formação do Cloreto de sódio pode ser medida em etapas. Pela Lei de Hess:

$\Delta H_{f}=\Delta H_{s}+1/2E_{d}+\Delta H_{i}+\Delta H_{a}+\Delta Eret$

Onde,

${\Delta H_{f}}$ é a entalpia padrão de formação do sólido iônico. Corresponde a energia liberada ou consumida na formação de 1 mol da substância a partir de substâncias simples no estado padrão (estado físico e alotrópico mais estável a 298 K e pressão de 1 atm);

${\Delta H_{s}}$ é a entalpia de sublimação do sódio;

${1/2E_{d}}$ é a energia de dissociação de 1 mol de moléculas de cloro na forma gasosa;

${\Delta H_{i}}$ é a entalpia associada ao potencial de ionização do sódio;

${\Delta H_{a}}$ é a entalpia associada a afinidade eletrônica do cloro;

${Eret}$ é a entalpia de rede.

Com exceção da entalpia de rede, todos os outros valores são obtidos experimentalmente.