组成晶体的正、负离子在空间呈有规则的排列,而且每隔一段距离重复出现,有明显的周期性。
玻恩(Born)和哈伯(Haber)设计了一个热力学循环过程,从已知的热力学数据出发,计算晶格能。
把晶体中的离子变成气态离子的过程分解为若干过程之和,如:
ΔHf(NaCl)
Na(s) 1/2Cl2(g)——————————————>NaCl(s)
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Na(g) Cl (g)---------->Na (g) Cl-(g)------>NaCl(g)
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| NaCl离子键的键能E1 |
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ΔHf(NaCl) = ΔH1 ΔH2 ΔH3 ΔH4
从玻恩 - 哈伯循环中不难分析出,对离子化合物稳定性的贡献最主要来自△H 和△H2 ,这两项合称晶格能。对离子化合物来说,晶格能对化合物的稳定性不言而喻,故常温下,离子化合物一般不可能是气体和液体,只能是固体。
气态离子从无限远处接近最后形成固体离子化合物的过程中释放的能量。是离子化合物稳定性的量度。
晶格能无法直接测得,只有通过热力学循环求得。
对纯离子化合物来说,离子电荷越高,晶格能越大;离子半径越小,晶格能越高。有: U ∝ Z Z - /(r r - )
电荷高的晶格能大,电荷一样时看离子半径和,离子半径之和小的晶格能大。