Die Gitterenergie eines kristallinen Feststoffs ist in der Regel als die Bildungsenergie des Kristalls ab stufenlos getrennten Ionen, Moleküle oder Atome definiert ist, und als solche ist immer negativ. Das Konzept der Gitterenergie wurde ursprünglich entwickelt für Steinsalz strukturiert und Sphalerit strukturierten Verbindungen wie NaCl und ZnS, wo die Ionen besetzen hochsymmetrische Kristallgitterplätze. Im Falle von NaCl, die Gitterenergie die Energie durch die Reaktion frei

was würde -786 kJ / mol betragen.

Einige ältere Lehrbücher definieren Gitterenergie mit umgekehrtem Vorzeichen, dh die erforderlich ist, um den Kristall in unendlich abgetrennten gasförmigen Ionen, Atome oder Moleküle im Vakuum wandeln Energie, einen endothermen Prozess. Im Anschluss an diese Konvention, würde die Gitterenergie von NaCl 786 kJ / mol sein. Die Gitterenergie zum Ionenkristallen, wie Natriumchlorid, Metalle, wie Eisen, oder kovalent gebundenen Materialien wie Diamant ist in der Größe wesentlich größer als für Feststoffe, wie Zucker oder Jod, deren neutrale Moleküle interagieren nur mit schwächeren Dipol-Dipol- oder van der Waals-Kräfte.

Der genaue Wert der Gitterenergie kann experimentell nicht wegen der Unmöglichkeit der Herstellung einer ausreichenden Menge an gasförmigen Ionen oder Atomen und Messen der Energie, die während ihrer Kondensation freigesetzt wird, um die feste Form zu bestimmen. Wird jedoch der Wert der Gitterenergie kann entweder theoretisch aus Elektrostatik oder aus einem thermodynamischen Zyklusreaktion, der sogenannten Born-Haber-Zyklus ableiten.

Die Beziehung zwischen dem molaren Gitterenergie und das molare Gitterenthalpie wird durch die folgende Gleichung gegeben:

Theoretische Behandlungen

Born-Landé-Gleichung

1918 geboren und Landé vorgeschlagen, dass der Gitterenergie kann von dem elektrischen Potential des Ionengitter und eine Abstoßungspotentialenergieterm abgeleitet werden.

woher

Die Born-Lande Gleichung ergibt eine angemessene Anpassung an die Gitterenergie.

Von der Born-Landé Gleichung ist ersichtlich, dass die Gitterenergie einer Verbindung ist abhängig von einer Reihe von Faktoren,

• da die Ladungen der Ionen die Gitterenergie zunimmt,
• wenn Ionen näher zusammen sind die Gitterenergie steigt

Bariumoxid, beispielsweise, der die NaCl-Struktur und damit die gleiche Madelung-Konstante hat, hat eine Bindungsradius von 275 Pikometer und eine Gitterenergie von -3054 kJ / mol, während Natriumchlorid weist eine Bindungsradius von 283 Pikometer und eine Gitterenergie von -786 kJ / mol.

Kapustinskii-Gleichung

Die Kapustinskii Gleichung kann als eine einfachere Weise des Ableitens Gitterenergien, wo eine hohe Genauigkeit nicht erforderlich verwendet werden.

Polarisierungseffekt

Für ionische Verbindungen mit Ionen besetzen Gitterplätze mit kristallographischen Punktgruppen C1, C1h, CN oder Cnv das Konzept der Gitterenergie und der Born-Haber-Zyklus muss erweitert werden. In diesen Fällen wird die Polarisationsenergie Epol mit Ionen auf polaren Gitterplätzen zugeordnet hat, um in der Born-Haber-Zyklus aufgenommen werden und der Feststoff-Bildungsreaktion zu den bereits polarisiert Arten starten. Als Beispiel kann man den Fall von Eisen-Pyrit FeS 2, in denen Schwefelionen besetzen Gitterplatz von Punktsymmetriegruppe C3 berücksichtigen. Die Gitterenergie definieren Reaktions liest dann

wobei Pol S steht für das polarisierte gasförmige Schwefel Ion. Es hat sich gezeigt, daß die Vernachlässigung der Wirkung führten zu 15% Unterschied zwischen theoretischen und experimentellen thermodynamischen Kreisenergie FeS2, die nur 2% reduziert wird, wenn die Schwefelpolarisationseffekte enthalten waren.