Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

9.5: Örgü Enerjisindeki Trendler İyon Boyutu ve Yükü
İÇİNDEKİLER

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Trends in Lattice Energy: Ion Size and Charge
 
TRANSKRİPT

9.5: Örgü Enerjisindeki Trendler İyon Boyutu ve Yükü

Bir iyonik bileşik, pozitif ve negatif iyonları arasındaki elektrostatik çekim nedeniyle stabildir. Bir bileşiğin örgü enerjisi, bu çekimin gücünün bir ölçüsüdür. Bir iyonik bileşiğin örgü enerjisi (ΔHörgüHlattice)), bir mol kristali gaz haldeki iyonlarına ayrıştırmak için gerekli olan enerji olarak tanımlanır. İyonik katı sodyum klorür için örgü enerjisi, sürecin entalpi değişimidir:

Eq1

Konvansiyon

Burada, iyonik katının iyonlara ayrıldığı, yani örgü enerjilerinin endotermik olacağı (pozitif değerler) konvansiyon kullanılır. Başka bir yol, eşdeğer ancak zıt bir kural kullanmaktır, burada örgü enerjisi ekzotermiktir (negatif değerler) ve iyonlar bir örgü oluşturmak için birleştiğinde açığa çıkan enerji olarak tanımlanır. Bu nedenle, başka bir referanstaki örgü enerjilerine bakarken hangi tanımın kullanıldığını doğruladığınızdan emin olun. Her iki durumda da, örgü enerjisi için daha büyük bir büyüklük, daha kararlı bir iyonik bileşiği gösterir. Sodyum klorür için ΔHörgü = 769 kJ. Bu nedenle, bir mol katı NaCl'yi gaz halindeki Na+ ve Cl iyonlarına ayırmak 769 kJ gerektirir. Gaz halindeki Na+ ve Cl iyonlarının her biri bir mol katı NaCl oluşturduğunda 769 kJ ısı açığa çıkar.

Coulomb Yasası ve Örgü Enerjisi

Bir iyonik kristalin örgü enerjisi ΔHörgü, aşağıdaki denklemle ifade edilebilir (Coulomb yasasından türetilen, elektrik yükleri arasındaki kuvvetleri yöneten): 

ΔHörgü =  C(Z +)(Z)/Ro 

burada C, kristal yapının tipine bağlı olan bir sabittir; Z+ ve Z iyonlar üzerindeki yüklerdir ve Ro interiyonik mesafedir (pozitif ve negatif iyonların yarıçaplarının toplamı). Bu nedenle, bir iyonik kristalin örgü enerjisi, iyonların yükleri arttıkça ve iyonların boyutları küçüldükçe hızla artar. Diğer tüm parametreler sabit tutulduğunda, hem katyon hem de anyonun yükünü ikiye katlamak, örgü enerjisini dört katına çıkarır. 

Örnekler

  1. LiF'nin (Z+ ve Z = 1) örgü enerjisi 1023 kJ/mol iken, MgO'nun (Z+ ve Z = 2) 3900 kJ/mol (Ro neredeyse aynıdır — her iki bileşik için yaklaşık 200 pm).
  2. Farklı atomlararası mesafeler farklı örgü enerjileri üretir. Örneğin, I ile karşılaştırıldığında daha küçük iyonik F boyutunun örgü enerjisi üzerindeki etkisini gözlemlemek için MgF2'nin (2957 kJ/mol) örgü enerjisini MgI2'ninkiyle (2327 kJ/mol) karşılaştırın.
  3. Değerli taş yakut, Cr+3 izleri içeren alüminyum oksit, Al2O3'tür. Al2Se3 bileşiği, bazı yarı iletken cihazların imalatında kullanılır. Bu iki iyonik bileşikte, Z+ ve Z yükleri aynıdır, dolayısıyla örgü enerjisindeki fark Ro'ya bağlıdır. O2 iyonu Se2 iyonundan daha küçük olduğu için, Al2O3, Al2Se3'ten daha kısa bir interiyonik mesafeye ve dolayısıyla daha büyük örgü enerjisine sahiptir.
  4. Başka bir örnek, NaCl ile karşılaştırıldığında çinko oksit, ZnO'dur. ZnO daha büyük bir örgü enerjisine sahiptir çünkü ZnO'daki hem katyon hem de anyonun Z değerleri daha büyüktür ve ZnO'nun interiyonik mesafesi NaCl'ninkinden daha küçüktür.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 7.5: Strengths of Ionic and Covalent Bonds.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter