Energia reticular

Archiu:Sodium-chloride-3D-ionic.png

Cristal de clorur de sodi (NaCl).

La energia reticular o energia de ret ($U_0$) és l'energia necessària per a separar els ions d'un compost iònic i deixar-los completament aïllats en forma de gas. El valor absolut d'esta energia està directament relacionat en la força que manté units als ions en un cristal i en l'estabilitat en la ret cristalina. Quant major siga l'energia reticular, més difícil serà separar els ions i, per lo tant, més fort serà l'estructura del compost. L'energia reticular presenta dimensions d'energia/mol i les mateixes unitats que l'entalpia estàndar (kJ/mol), pero de signe contrari, és dir: $\Delta H^{\mathrm{o}}=-U_0$

No és possible medir l'energia reticular directament. No obstant, si es coneix l'estructura i composició d'un compost iònic, pot calcular-se, o estimar-se, per mig de l'equació que proporciona el model iònic i que es basa entre atres lleis en la llei de Coulomb. Alternativament, es pot calcular indirectament a través de cicles termodinàmics.

Model iònic

El model iònic, és dir, el que considera al sòlit iònic com format per cationes i aniones units per forces electrostàtiques, és un cas llímit d'enllaç en sòlits i és vàlit, solament, quan existix una gran diferència d'electronegatividad entre abdós elements.

En un sòlit idealment iònic, els electrons es troben completament localisats en els ions corresponents i subjectes només a l'influència de les seues núcleus respectius. No existix deslocalisació d'electrons com en el cas dels sòlits metàlics ni compartición dels mateixos com en els sòlits covalente. Com a conseqüència d'esta estricta localisació dels electrons, els sòlits iònics no conduïxen la corrent elèctrica, per lo que són aïllants.

L'equació (equació de Born-Landé) que resulta d'aplicar dit model resulta ser:

$U_0=-\frac{N_{\mathrm{A}}\cdot A\cdot Z^{+}\cdot Z^{-}\cdot q^2}{4\pi {\epsilon }_0\cdot d_0}\cdot (1-\frac{1}{n})$

A on $N_a$ és el número de Avogadro, $A$ la constant de Madelung, que varia depenent de l'estructura del compost iònic, $Z^{+}$ la càrrega del catión i $Z^{-}$ la càrrega del anión, $q$ la càrrega del electró, ${\epsilon }_0$ la permitividad del buit, $d_0$ la distància entre el anión i el catión i $n$ els exponents de Born.

Cicle de Born-Haver

Archiu:Born-Haber de.svg

Cicle de Born–Haver per al NaCl.

L'energia de ret també es pot determinar experimentalment d'un modo indirecte aplicant la llei de Hess, que és un cas particular del primer principi de la termodinàmica. En este cas s'usa el cridat cicle de Born-Haver que consistix en evaluar un cicle termodinàmic que és el resultat de considerar, o be l'energia posada en joc en la formació del compost iònic sòlit per un camí directe, és dir, a partir dels elements que formen el compost en el seu estat estàndar, o be l'energia transferida en la formació de dit compost a partir dels seus elements en estat estàndar pero a través d'un camí indirecte que comprén vàries etapes:

1. Processe de formació d'àtoms en estat gaseós a partir dels elements en el seu estat estàndar. En esta etapa generalment caldrà tindre en conte energies associades a la sublimació, vaporisació o dissociació dels elements que formaran el compost iònic, i que dependrà de l'estat d'agregació en el que estos es troben.
2. Formació dels ions estables, que es troben en el retícul iònic, a partir dels elements en estat gaseós. Estan implicades l'energia de ionisació i l'afinitat electrònica de dits elements.
3. Formació de la ret cristalina a partir dels ions estables gaseosos. És una energia despresa quan es forma un compost iònic a partir d'un metal i un no metal.