Roosterenthalpie: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Dexbot (overleg | bijdragen)
k r2.7.1) (Robot: toegevoegd: fa:انرژی شبکه
KafiRobot (overleg | bijdragen)
k Clean up met hulp van Check Wikipedia., replaced: → → → met AWB
Regel 2:
De '''roosterenthalpie''' is de verandering van enthalpie die optreedt ten gevolge van de vorming van een zuiver [[ionaire binding]] bij de vorming van een [[kristallisatie|zoutkristal]] uit zijn losse ionen.
Als voorbeeld de reactievergelijking van dat proces bij [[natriumchloride]]:
: Na<sup>+</sup> (g) + Cl<sup>−</sup> (g) &rarr; NaCl (s)
 
De vorming van de ionaire binding kan kwalitatief verklaard worden als het uitwisselen van elektronen terwijl de roosterenergie een meer kwantitatieve, zuiver fysische aanpak hanteert. Daarbij moet worden opgemerkt dat er naar verhouding weinig verbindingen zijn die echt zuiver ionogeen zijn, omdat er vaak ook een [[Covalente binding|covalent]]e bijdrage tot de binding is. Indien deze bijdrage te groot is moet het relatief simpele ionogene model vervangen worden door tamelijk veeleisende kwantummechanische berekeningen.
 
 
Roosterenthalpie kan zowel met behulp van [[Elektrostatica]] als [[Thermodynamica]] worden beschouwd.
Regel 26 ⟶ 25:
 
:N<sub>A</sub> het [[Constante van Avogadro|getal van Avogadro]] (6,022x10<sup>23</sup>mol<sup>-1</sup>)
 
 
Deze formule geldt echter enkel in één dimensie, terwijl de Coulombaantrekkingskracht in drie dimensies werkt. We dienen dus niet alleen rekening te houden met de aantrekking tussen één kation en één anion op afstand r<sub>0</sub>, maar ook met de afstoting tussen gelijke ladingen op 2r<sub>0</sub>, 4r<sub>0</sub>, 6r<sub>0</sub>,... en de aantrekking tussen tegengestelde ladingen op 3r<sub>0</sub>, 5r<sub>0</sub>, 7r<sub>0</sub>,...
Regel 33 ⟶ 31:
 
De formule wordt dus:
 
 
<math>\Delta H_{3D}=-\frac{1}{4\pi\epsilon_0}\cdot\frac{z^2e^2}{r_0}\cdot{N_A}\cdot{Madelung_{cte}}</math>
Regel 52 ⟶ 49:
:Madelung<sub>cte</sub>=1,7476 (omdat NaCl een [[kubisch kristalstelsel]] heeft)
 
Dus de roosterenergie van NaCl bedraagt: ΔH=-863kJ.mol<sup>-1−1</sup>
 
In deze berekening is geen rekening gehouden met de afstoting tussen de kernen van kation en anion. Als we deze repulsie erbij zouden nemen, levert dit een roosterenergie van -780kJ.mol<sup>-1−1</sup>.
 
=== Gevolgen voor de kristalstructuur ===
Regel 83 ⟶ 80:
 
== Thermodynamische benadering ==
Roosterenthalpieën kunnen niet worden gemeten. Echter, een [[Born–Habercyclus]] berekent de roosterenthalpie door het vergelijken van de [[Enthalpie|standaard vormingsenthalpie]] van een zout met de enthalpieveranderingen bij het produceren van ionen in de gastoestand uit de [[enkelvoudige stof|niet-ontleedbare stof]]fen. De [[Wet van Hess]] wordt hierbij toegepast. Een proces waarbij een zout ontstaat uit vrije ionen is altijd exotherm. Dat betekent dat de roosterenthalpie ΔH<sub>L</sub> = H<sub>zout</sub> - H<sub>vrije ionen</sub> altijd negatief is.<ref> In Amerikaanse leerboeken is de definitie vaak het tegengestelde, zie Atkins p.281</ref> De roosterenthalpie van een zout is een maat voor bindingssterkte in zo’n ionaire verbinding, hoe sterker negatief de roosterenthalpie is, des te sterker de ionaire binding.
 
=== Factoren die de roosterenthalpie beïnvloeden ===
Regel 91 ⟶ 88:
! colspan="4" | Roosterenthalpie van Alkalimetaalfluorides<ref name=BINAS-tabel-60>BINAS Tabel 60</ref>
|-
|'''Naam''' || style="text-align:center;" | '''Formule''' || style="text-align:center;" | '''[[Ionstraal]]''' '''[[kation]]''' (pm) || style="text-align:center;" | '''Roosterenthalpie''' (10<sup>5</sup>Jmol<sup>-1−1</sup>)
|-
| [[Lithiumfluoride]] || style="text-align:center;" |LiF || style="text-align:center;" | 68 || style="text-align:center;" | -10,4
Regel 103 ⟶ 100:
| [[Cesiumfluoride]] || style="text-align:center;" | CsF || style="text-align:center;" | 167 || style="text-align:center;" | -7,4
|}
 
 
De gegevens in onderstaande tabel illustreren dat, zoals verwacht, de bindingssterkte in zouten groter is bij zouten met grotere ionladingen.
Regel 109 ⟶ 105:
! colspan="5" | De invloed van Ionlading op de Roosterenthalpie (enige voorbeelden)<ref name=BINAS-tabel-60 />
|-
|'''Naam''' || style="text-align:center;" | '''Formule''' || style="text-align:center;" | '''[[Ion (deeltje)|Kation]]''' || style="text-align:center;" | '''[[Ion (deeltje)|Anion]]''' || style="text-align:center;" | '''Roosterenthalpie''' (10<sup>5</sup>Jmol<sup>-1−1</sup>)
|-
| [[Natriumchloride]] || style="text-align:center;" | NaCl || style="text-align:center;" | Na<sup>+</sup> || style="text-align:center;" | Cl<sup>-</sup> || style="text-align:center;" | -7,8